Фамилия Панахалиева — редкий случай, когда географический корень и суффикс вместе указывают на конкретный этнос и почти наверняка на пол носителя. Основа фамилии — мужское имя Панах Али, а точнее, его усечённая форма Панахали. Это составное имя, типичное для тюрко-мусульманского ономастикона, чаще всего — для азербайджанского и дагестанского ареалов. Первая часть, Панах, означает «защита», «покровитель» (восходит к персидскому «панах»). Вторая часть — Али, имя двоюродного брата и зятя пророка Мухаммеда, одно из самых распространённых имён в исламе. Соединение даёт значение «под защитой Али» или «покровительствуемый Али».

Формант -ева — это русский патронимический суффикс, адаптированный к местным нормам. Он показывает, что перед нами женская форма фамилии: Панахалиева — дочь или жена человека по фамилии Панахалиев. Мужской вариант, Панахалиев, образован по той же модели: к основе имени добавили -ев, что в русской традиции означает «сын Панахали». Такая модель характерна для фамилий народов Кавказа и Закавказья, которые в XIX–XX веках получали русские окончания при документальном оформлении. Если бы фамилия сохранила исконную тюркскую форму, она могла бы звучать как Панах Али оглы (сын) или Панах Али кызы (дочь).

Поскольку фамилия встречается редко, её география узкая: вероятнее всего, корни ведут в Азербайджан или в южные районы Дагестана (например, Дербентский, Табасаранский районы), где исторически сильны азербайджанские и лезгинские общины. Носительницы фамилии Панахалиева сегодня живут в России, в основном в городах, куда мигрировали семьи из Закавказья в последние десятилетия.

С точки зрения словообразования, фамилия интересна тем, что сохранила полную форму сложного имени без редукции и стяжения (сравните с фамилией Панахов, где вторая часть имени отпала). Это говорит о том, что имя Панах Али в семье было не просто формальным, а осознанным, значимым — его не сокращали при записи. Социальный контекст: в дореволюционный период такую фамилию могли получить только свободные люди, а не крепостные, так как на Кавказе фамилии в русском понимании закреплялись в первую очередь за привилегированными слоями — беками, агаларами, духовенством. Впрочем, в советское время фамилия стала распространяться шире, потеряв сословную привязку.