Фамилия Конвалиева — редкий случай, где основа почти наверняка не русская, а заимствованная, но оформленная по русской модели. Суффикс «-ев» указывает на типичную патронимическую форму: так образовывали фамилии от основ на мягкий согласный или «й». В мужском варианте фамилия звучала бы как Конвалиев.

Самая вероятная основа — латинское слово «convallaria», что значит «ландыш». В ботанической номенклатуре Линнея ландыш получил название Convallaria majalis. Фамилия могла возникнуть в среде, где была сильна традиция латинских или книжных прозвищ: в духовных училищах и семинариях. В XIX веке будущим священникам нередко давали «говорящие» фамилии по названиям растений, церковных праздников или добродетелей. Конвалиев — «ландышевский» — мог получить ученик, отличавшийся чистотой или скромностью, которые символизировал этот цветок.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с тюркским или кавказским именем, которое при записи переосмыслили под латинский корень. Например, фамилия могла возникнуть от прозвища, данного переселенцу или человеку, жившему в местности, изобилующей ландышами. Однако в таком случае логичнее было бы ожидать форму Ландышев.

География фамилии узкая. Конвалиевы встречаются в основном в Поволжье и центральных областях России, что косвенно подтверждает версию о семинарском происхождении: именно там располагалось множество духовных училищ, где давали «цветочные» и «растительные» фамилии. В отличие от массовых фамилий на «-ов», эта осталась редкой, потому что её носителями были преимущественно выходцы из духовного сословия, а не крестьяне.

Если отбросить ботаническую версию, ничего убедительного не остаётся. Связь с «конвалом» (устаревшее название для какого-либо сосуда или меры) не подтверждается словарями. Так что фамилия Конвалиева — это, скорее всего, «ландышева», данная предку-семинаристу.