Фамилия Саметгалиев — редкий случай, когда тюркское имя, лёгшее в основу, почти не изменилось при русификации. Она образована от мужского личного имени Саметгали (варианты — Самитгали, Саметали). Это составное имя: первая часть «Самет» восходит к арабскому «самид» — «вечный», «постоянный», вторая — «гали» (араб. «али») — «высокий», «возвышенный», «великий». В сумме имя можно перевести как «вечно великий» или «постоянно возвышенный». Такие имена с компонентом «гали» — Гали, Галим, Галиулла — особенно распространены у татар и башкир, что указывает на вероятное происхождение фамилии из волго-уральского региона.

Модель образования типична для русской адаптации тюркских фамилий: к основе Саметгали- добавлен русский патронимический суффикс -ев (а не -ов, что встречается реже, но закономерно после мягкого или шипящего согласного). По сути, Саметгалиев — это «сын Саметгали». Фонетически интересно, что в русском написании часто сохраняется начальное «Са-», хотя в татарском произношении имя может звучать как «Сәмитгали» (с редуцированным гласным). Встречаются варианты написания Самитгалиев, Саметалиев, но форма через «е» после «т» — наиболее частотная в документах.

Географически фамилия тяготеет к территориям с компактным проживанием татар и башкир: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская, Челябинская области. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках она почти не фиксируется — это говорит о том, что фамилия окончательно оформилась в советское время, когда паспортизация закрепила отчества и фамилии в единой форме. Род занятий предков по фамилии не восстанавливается: имя Саметгали не связано с ремеслом или прозвищем, это чисто религиозное, мусульманское имя, которое давали в честь одного из 99 эпитетов Аллаха. Социальный статус носителей, скорее всего, был крестьянским или мещанским — знать и духовенство чаще фиксировались с фамилиями на -ов/-ев раньше, но здесь мы видим позднюю стандартизацию.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Галиев, Галиуллин, Самигуллин — показывает, что Саметгалиев стоит особняком: в ней сохранена полная двухкорневая структура имени, тогда как у других частотна усечённая форма (Галиев от Гали, а не от Галиулла). Это делает фамилию более архаичной по звучанию и менее распространённой. Встретить её можно редко, даже в татарской среде: по открытым данным, в России насчитывается не более нескольких сотен носителей.