Фамилия Мелекаева, скорее всего, образована от тюркского имени или прозвища. Основа «Мелек» восходит к тюркскому слову «мелек» (в разных диалектах — «мелек», «мәлек»), которое означает «ангел». В исламской культуре это слово используется и как личное имя, и как компонент составных имен (например, Мелек-хан). Таким образом, фамилия Мелекаева буквально значит «потомок (или дочь) того, кого звали Мелек». Суффикс -ев указывает на русскую модель оформления фамилий, распространенную в среде крещеных тюркских народов (татар, башкир, чувашей), а также среди кавказских народов, где фамилии часто русифицировали через этот суффикс.

Менее вероятная, но возможная версия связывает основу с арабским «малик» (царь, владыка). В тюркских языках это слово могло звучать как «мелек» из-за фонетических особенностей. Однако прямое значение «ангел» встречается чаще и лучше объясняет прозвищную природу: такое имя могли дать ребенку как пожелание чистоты или в религиозном контексте.

Фамилия распространена в Поволжье (Татарстан, Башкортостан) и на Северном Кавказе, особенно среди кумыков и ногайцев. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на последний слог — Мелека́ева, что типично для фамилий тюркского происхождения, адаптированных русским языком. Сравните с однокоренными фамилиями Мелеков, Мелекесов, Мелекаев (мужской вариант) — все они указывают на одну и ту же основу, но различаются суффиксами, что отражает разные диалектные или региональные традиции оформления.

Интересная деталь: в русских документах XIX века фамилия могла записываться по-разному — через «а» или «о» на конце основы (Мелекаев vs Мелекеев), что связано с неустойчивостью передачи тюркских гласных. Вариант с «а» закрепился как нормативный, но в старых метрических книгах можно встретить и Мелекеева.