Фамилия Мухтажгалиева — редкий пример сложения двух арабских корней, которые в русском языке скрепил фамильный суффикс. Основа — мужское имя Мухтажгали, где первая часть «мухтаж» означает «нуждающийся», а вторая — «гали» (высокий, дорогой, возвышенный). В мусульманской антропонимике такие составные имена не редкость: они подчеркивают смирение перед Всевышним («нуждающийся в возвышенном», то есть в Боге). Женская форма фамилии, с окончанием -а, указывает, что носительница — женщина; мужской вариант выглядел бы как Мухтажгалиев.

Модель образования типична для тюркских и кавказских фамилий, вошедших в русский обиход: к полному личному имени прибавили патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). Носители фамилии, скорее всего, происходят из среды, где исламские имена давали по арабским канонам, — это татары, башкиры, народы Дагестана или Средней Азии. Географически фамилия встречается в Татарстане, Башкортостане и среди казахских родов, но нигде не образует крупных гнезд.

В отличие от фамилий на -ин или -ский, которые в русской среде могли указывать на принадлежность к помещику или местности, Мухтажгалиева несет прямую отсылку к религиозному смыслу имени. Предок, получивший имя Мухтажгали, мог быть человеком глубоко верующим либо потомком муллы или духовного наставника. В советское время такие фамилии нередко сокращали или русифицировали, но здесь она сохранилась в исходной форме — возможно, из-за того, что носители жили компактно в сельской местности, где традиция именования была устойчивее.

Словари русских фамилий (например, работа Б. Унбегауна) не фиксируют эту фамилию: она слишком поздняя по времени фиксации и узко локальная. Однако по модели образования она близка к таким фамилиям, как Мухтаров, Галиев или Мухтасипов. Разница в том, что Мухтажгалиева — двусоставная, что делает ее более редкой и сложной для этимологического разбора неподготовленным читателем. Если искать аналоги в русском языке, то это примерно как фамилия Благоволин — тоже от составного имени с религиозным подтекстом, но славянского корня.