Фамилия Мухаметалиева — женская форма, образованная от мужской фамилии Мухаметалиев. В основе лежит сложное арабское имя Мухаметали (или Мухаммадали), которое состоит из двух компонентов: «Мухаммад» (в русской передаче часто Мухамет) — «восхваляемый, прославляемый», и «Али» — «возвышенный, высокий». Оба имени принадлежат ключевым фигурам в исламе: пророку Мухаммаду и его зятю, четвёртому праведному халифу Али. Соединение двух имён в одно — распространённая тюркская и мусульманская традиция, подчёркивающая особое почитание этих имён.

Суффикс -ев в основе фамилии указывает на русский способ адаптации тюркских и арабских имён. По модели образования Мухаметалиев — типичная фамилия, возникшая в среде татар, башкир или других народов Поволжья и Приуралья, где в XIX — начале XX века активно шёл процесс русификации фамилий. Изначально это было отчество: «сын Мухаметали», которое затем закрепилось как наследственная фамилия.

Интересная особенность — написание через «е» в первом слоге (Мухамет-), а не через «а» (Мухаммат-). Это характерно для татарского и башкирского произношения, где звук в первом слоге редуцируется или произносится ближе к «э». Встречаются варианты Мухаммадиев, Мухаметалин, но форма с суффиксом -ев именно в таком написании наиболее типична для казанских татар и западных башкир.

Социально предки носительницы фамилии, скорее всего, относились к крестьянскому или мещанскому сословию. Среди татар и башкир фамилии на -ев редко встречались у дворянства или духовенства, которое чаще носило фамилии на -ов или вовсе не имело наследственных фамилий до XX века. Фамилия не указывает на конкретное ремесло или место: она целиком восходит к личному имени, что делает её «простой» в этимологическом смысле, но богатой по культурному контексту — через имя предка, который носил имя пророка и его зятя.