Фамилия Мамадалиев образована от восточного мужского имени Мамадали — составного, в котором соединились два знаковых арабских имени. Первая часть, «Мамад», — диалектная форма имени Мухаммед, что значит «восхваляемый, прославляемый». От этого корня в разных языках и регионах пошли десятки вариантов: от Махмута и Ахмета до Мамая, Мамета и Мамбета. Вторая часть, «Али», переводится как «великий, возвышенный». Вместе имя Мамадали можно понять как «великий Мухаммед» — и в этом слышится не просто сложение, а подчёркнутое уважение, почти титул.

Фамилия Мамадалиев — русифицированная форма, построенная по модели отчества с суффиксом -ев (вместо восточного -оглы или -заде). Такой способ оформления фамилий характерен для народов Средней Азии и Кавказа, чьи фамилии фиксировались в документах Российской империи и советских паспортных столах. Носитель фамилии — потомок человека, которого звали Мамадали, то есть его сын или внук.

В отличие от многих русских фамилий, у Мамадалиева нет сословной привязки: её могли получить и крестьяне, и торговцы, и ремесленники. Географически фамилия распространена в Узбекистане, Таджикистане и среди выходцев из этих регионов. Встречается и в России — прежде всего в среде таджикской и узбекской диаспор.