Фамилия Сералиев происходит от мужского имени Серали, которое представляет собой сложносоставное тюркское имя. Первая часть — «Сер» — восходит к персидскому слову «сар» (голова, главный, предводитель), вторая — «Али» — имя зятя пророка Мухаммеда, четвёртого праведного халифа. В сумме имя Серали можно перевести как «главный Али», «предводитель Али» или «верховный Али». Такие имена были распространены у народов, принявших ислам, особенно у казахов, киргизов, узбеков и татар.

Суффикс -ев указывает на русскую модель образования фамилий: от отчества по имени отца. Если у человека по имени Серали рождался сын, его в официальных документах записывали как «Сералиев» — то есть сын Серали. В среде тюркских народов, попавших в состав Российской империи, фамилии с такими суффиклами массово закреплялись в XIX — начале XX века, при переписях и паспортизации.

Географически фамилия Сералиев чаще всего встречается в Казахстане, Киргизии и среди каракалпаков. В России она распространена в Астраханской области и в республиках Северного Кавказа, где есть тюркоязычное население. Встречается вариант Сералиев с ударением на второй слог (Серáлиев) — это зависит от местного произношения исходного имени.

Родственных фамилий с той же основой, но с разными суффиксами, много: Сералинов, Сералиевский, а также фамилии без русского окончания — Серали, Серали-улы. Все они восходят к одному имени, но различаются по способу оформления: в одном случае через русскую патронимическую модель, в другом — через тюркскую.