Фамилия Марзалиев — одна из тех, где на первый взгляд ясна форма, но неочевидна основа. Суффикс -ев указывает на русскую модель образования отчества или прозвища (чьих? — Марзалиевых), а корень явно нерусский. Скорее всего, перед нами фамилия, возникшая в среде, где смешались тюркские и кавказские языковые традиции, а затем адаптированная русской грамматикой.

Наиболее вероятная версия связывает основу «Марзали» с мужским личным именем Марзали. У этого имени есть два возможных источника. Первый — тюркское «марза» (вариант «мырза», «мирза») от персидского «амирзадэ» (буквально «рожденный эмиром», то есть княжич, знатный человек). Второй — чеченское или ингушское имя Марзали, которое восходит к арабскому «марджа» (желанный, просимый у Бога) или, по другой версии, к чеченскому «марз» (любить, желанный). В любом случае, имя Марзали означает нечто вроде «желанный, дорогой», а в тюркской среде — ещё и с оттенком знатности.

Модель образования типична для народов Северного Кавказа и Закавказья, где фамилии на -ев (-ов) часто давали по отцу: Марзалиев — сын Марзали. В русскую документацию такие фамилии попали в XIX — начале XX века, при учёте населения. Географически фамилия Марзалиев чаще всего встречается в Чечне, Ингушетии, Дагестане, а также среди выходцев из этих регионов. Встречаются и азербайджанские корни, где «Марзали» могло быть прозвищем от «мырза» с местным произношением.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Марзаев, Марзаганов, Мирзалиев) показывает, что основа «марза» в разных огласовках распространена широко, но именно форма Марзалиев встречается реже и сохранила более архаичный именной суффикс -ли, характерный для тюркских и кавказских имён. Сословно фамилия не маркирована: её могли носить и крестьяне, и уздени (свободные общинники), и потомки знати — всё зависело от конкретного рода.