Фамилия Маллябаев — редкий случай в русском ономастиконе, где тюркская основа соединилась с русским патронимическим суффиксом. Её стоит разбирать с конца: суффикс -ев указывает на происхождение от отчества или прозвища, образованного от имени отца. Основа «Маллябай» — составное тюркское имя, типичное для башкирской, татарской и казахской антропонимии.

Первая часть, «Малля», восходит к арабскому «мавла» (господин, владыка) или «маляк» (ангел), но в тюркской среде часто трансформировалась в личное имя Малля — вариант имени Малик или Мавля. Вторая часть, «бай», означает «богатый», «хозяин», «господин». Вместе «Маллябай» — это «богатый господин» или «владыка», имя-пожелание, которое давали ребёнку в надежде на достаток и уважение. Такие составные имена с компонентом «бай» (Акбай, Карабай, Уразбай) очень характерны для башкир и татар, у которых они фиксируются в метрических книгах с XVII–XVIII веков.

Географически фамилия Маллябаев привязана к южному Уралу и Зауралью — в первую очередь к Башкортостану и соседним областям (Оренбургская, Челябинская). Встречается она и у казахов, но с другим ударением и вариантом написания (Малбаев, Маллябай). В русских документах фамилия появилась не раньше середины XIX века, когда у башкир и татар начали массово фиксировать наследственные фамилии по отцу.

Есть и другая, менее вероятная версия: что «Малля» — искажённое «мулла» (араб. «муаллим» — учитель, духовное лицо). Тогда «Маллябай» означал бы «богатый мулла» или «сын муллы». Но эта гипотеза слабее, потому что в тюркских именах «мулла» обычно не редуцируется в «малля» — скорее бы получилось Муллабай, а не Маллябай. Поэтому основная версия — от личного имени Маллябай, где первая часть восходит к арабскому «мавла» или «малик».

Таким образом, предок носителя фамилии Маллябаев был, скорее всего, башкиром или татарином, которого звали Маллябай. Фамилия не указывает на сословие — её могли получить как рядовые скотоводы, так и зажиточные баи. Образование фамилии по русской модели (-ев) говорит о том, что этот род жил в контактной зоне, где тюркские имена адаптировали под имперское делопроизводство.