Фамилия Мамалаев происходит от личного имени Мамалай — так в тюркской среде адаптировали сложносоставное арабское имя Мухамметгали. В основе лежат два корня: «Мухаммет» («восхваляемый, прославляемый») и «гали» («великий, возвышенный, могущественный»). В сумме имя Мухамметгали означает «тот, кто превосходит всех и почитается». Форма Мамалай — результат характерного для народов Поволжья и Приуралья усечения и упрощения длинного имени: отпали начало и конец, имя «стянулось» до компактного и удобного в быту варианта.

Суффикс -ев в фамилии Мамалаев — стандартный русский патронимический формант, указывающий на принадлежность: «сын Мамалая». Модель образования типична для фамилий, которые складывались у татар, башкир и других народов региона в XIX — начале XX века, когда их начали массово вносить в метрические книги и ревизские сказки. В отличие от русских фамилий, которые часто фиксировались в XVI–XVII веках, у восточных народов этот процесс шёл позже и не всегда единообразно.

Географически носители фамилии Мамалаевы встречаются в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях. Это указывает на расселение в зоне контакта тюркских и финно-угорских народов, где исламские имена прочно вошли в обиход ещё в эпоху Волжской Булгарии. Прямых упоминаний фамилии в ранних документах нет — она принадлежит к числу относительно поздних, когда имя Мамалай уже стало родовым прозвищем, а затем закрепилось как официальная фамилия.

В ономастических трудах (например, в работах Г. Ф. Саттарова по татарским именам) имя Мамалай рассматривается как народная форма от Мухамметгали — одно из многих сокращений, которые возникали в устной речи. Подобные варианты (Мамлай, Мамалей) встречаются и в других тюркских языках, что подтверждает: фамилия Мамалаев — не случайный казус, а закономерное явление в живой антропонимической традиции.