Фамилия Мухамедгалеева — яркий пример того, как исламская традиция именования, пройдя через русскую грамматику, превратилась в фамилию, привычную для жителей Татарстана и Башкортостана. В её основе лежит сложное арабское имя Мухамедгалей (варианты: Мухаммадгали, Мухаметгали). Оно составлено из двух частей: «Мухаммед» («восхваляемый», имя пророка) и «Гали» («высокий», «возвышенный», «могущественный» — одно из имён халифа Али). Получается двойное имя с религиозным подтекстом: «восхваляемый и возвышенный» или «Мухаммед, подобный Али».

Фамилия образована по стандартной русской модели: к имени отца (Мухамедгалей) добавили суффикс -ев и окончание -а, обозначающее женскую линию. В тюркской среде Поволжья такие фамилии массово закреплялись в XIX веке, когда крестьянам и горожанам нужно было дать наследственное прозвище для переписи или воинской службы. Сын Мухамедгалея становился Мухамедгалеевым, дочь — Мухамедгалеевой.

Написание двойное «е» в середине (Мухамед- вместо Мухаммад-) — типичная черта татарской и башкирской передачи арабских имён через русский язык. Встречается также вариант Мухаметгалеева, где «д» заменяется на «т» из-за особенностей произношения в некоторых говорах. Оба варианта восходят к одному корню.

Фамилия почти не встречается за пределами регионов традиционного проживания татар и башкир: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская, Челябинская, Ульяновская области. Носители этой фамилии — потомки людей, которые в XIX веке носили двойное мусульманское имя, что говорит о религиозной среде предков. Сословно это могли быть государственные крестьяне, тептяри или мещане — дворянство среди татарских фамилий на -ев встречалось редко и обычно имело другую модель (княжеские -ин или -ский).