Фамилия Мамадвалиев — один из ярких примеров того, как русская суффиксальная модель (-ев) наложилась на мусульманское личное имя, образовав фамилию, типичную для народов Кавказа и Средней Азии. В основе лежит составное арабское имя Мамадвали. Первая часть, «Мамад», — это местный фонетический вариант имени Мухаммад (Магомед), распространённый у таджиков, узбеков и некоторых народов Дагестана. Вторая часть, «Вали», восходит к арабскому «вали» — «святой», «покровитель», «близкий к Богу». Таким образом, имя Мамадвали можно перевести как «Мухаммад-святой» или «Магомед, приближённый к Всевышнему».

Особенность этой фамилии — её суффикс. В отличие от многих русских фамилий на -ов, которые образовывались от прозвищ или профессий, здесь суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких и шипящих) просто русифицирует отчество: Мамадвалиев буквально означает «сын Мамадвали». Такая модель типична для фамилий, которые массово фиксировались в советское время у народов, не имевших наследственных фамилий до паспортизации 1920–1930-х годов. Тогда отчество отца превращали в фамилию, добавляя русский суффикс. Поэтому Мамадвалиев — это не старинная дворянская фамилия, а относительно позднее образование, указывающее на имя отца или деда.

Географически фамилия Мамадвалиев наиболее вероятна среди таджиков (особенно из Согдийской области или Горного Бадахшана), а также среди узбеков и, реже, лезгин или аварцев. Встречаемость её в России невелика, и носители, скорее всего, — мигранты или потомки мигрантов из Средней Азии. В исламской традиции имя Мамадвали могло даваться в честь местного святого или суфийского шейха, что придавало имени дополнительный сакральный смысл.

С точки зрения русской ономастики, фамилия Мамадвалиев стоит в одном ряду с такими же «гибридными» формами, как Абдуллаев, Ибрагимов или Назаров. Если сравнивать её с однокоренными, то варианты Мамадов или Мамадалиев будут указывать на другую форму имени (без части «Вали»), тогда как Мамадвалиев — более редкий и конкретный вариант, сохранивший полное имя предка. В бытовом общении фамилия могла со временем «обрусеть» в произношении, но её восточное происхождение остаётся очевидным.