Фамилия Мамадеева — женская форма фамилии Мамадеев, и её стоит разбирать через мужской вариант. В основе лежит имя или прозвище Мамадей. Это составное тюркское имя, где вторая часть «дей» означает «говори, скажи» (от тюркского de- — «говорить»). Первая часть «мама» может восходить к детскому обращению «мама» (как в татарском и башкирском), но в данном контексте скорее имеет значение «батюшка, отец» — в тюркских языках слово «мама» иногда использовалось как почтительное обращение к старшему мужчине. Таким образом, Мамадей буквально означает «скажи, отец» или «говори, батюшка» — вероятно, так называли ребёнка, родившегося после долгого молчания в семье или в знак уважения к старшему родственнику.

Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ев, который присоединяется к основе на мягкий согласный или йот. В тюркских именах конечный «й» часто переходит в «ев», а не в «ов». Окончание -а в женской форме указывает на принадлежность к роду — «жена или дочь Мамадея».

Географически фамилия Мамадеева характерна для татар, башкир и других тюркских народов Поволжья и Урала. Встречается в Татарстане, Башкортостане, а также среди татарских диаспор в других регионах России. Сословно предки Мамадеевых могли быть крестьянами или мещанами, но не исключено, что основатель рода был человеком уважаемым — имя Мамадей давали не случайно, а с намёком на мудрость или авторитет.

Поскольку фамилия редкая, в официальных справочниках (например, в словаре Б. Унбегауна) она не упоминается, но её структура полностью типична для русских фамилий тюркского происхождения. Сравните с однокоренными: Мамаев (от имени Мамай), Мамадиев (от Мамади) — все они строятся по одному принципу, но Мамадеев выделяется своей внутренней формой, отсылающей к речевому акту.