Фамилия Майлекова образована от мужского имени или прозвища Майлек. Основа здесь — тюркское слово «майлык» или «майлек», которое в разных диалектах может означать «маслянистый», «жирный», а в переносном смысле — «богатый», «зажиточный», «благополучный». В казахском и башкирском языках «май» — это масло или жир, а суффикс «-лык» образует прилагательное со значением «обладающий этим свойством». Таким образом, прозвище Майлек могли дать человеку состоятельному, с достатком, или, напротив, полному, упитанному — в зависимости от контекста и отношения окружающих.

Суффикс «-ов» в фамилии указывает на русскую модель образования: так оформляли фамилии в среде, где русский язык был официальным, а основа — тюркская. Фамилия Майлекова — женская форма, мужской вариант — Майлеков. Такая фамилия типична для регионов, где исторически жили рядом русские и тюркские народы: Поволжье, Урал, Западная Сибирь, Казахстан. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении: вероятно, родоначальник был заметным человеком в своей деревне или ауле, и прозвище закрепилось за его потомками.

Менее вероятная, но возможная версия связывает основу с арабским именем Майлик (от «малик» — владелец, царь), но в таком случае форма скорее была бы Майликов, а не Майлеков. Фонетически «Майлек» ближе именно к тюркскому «майлык», где «ы» редуцируется до «е» в русской передаче. Сословного статуса по фамилии определить нельзя: носителями могли быть и крестьяне, и казаки, и мелкие торговцы — прозвище не указывает на службу или знатное происхождение.

В документах фамилия фиксируется с XIX века, преимущественно в метрических книгах Оренбургской и Уфимской губерний. Для тех, кто носит фамилию Майлекова, наиболее вероятна история предка, которого в тюркоязычной среде называли «богачом» или «сытым» — и это прозвище пережило века, став родовым именем.