Фамилия Шагдалеев — редкий пример, когда в основе лежит не славянское имя или прозвище, а тюркское слово. Скорее всего, она восходит к мужскому имени Шагдали или Шагдалы. В тюркских языках, особенно в татарском и башкирском, это имя могло быть образовано от слов «шаг» (время, эпоха) и «далы» (опора, плечо). В таком случае имя Шагдали означало бы «опора времени» или «поддерживающий эпоху» — довольно торжественная характеристика, указывающая на уважаемого, надёжного человека.

Словообразовательная модель проста: к основе Шагдал- добавили русский патронимический суффикс -еев. Это вариант суффикса -ев, который присоединяли к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или на -й. Таким образом, фамилия буквально значит «сын Шагдалея» (где Шагдалей — русифицированная форма имени). Окончание -ей вместо -и — характерная черта адаптации тюркских имён в русской среде: имя Шагдали превратилось в Шагдалей, а от него уже образовали фамилию.

Географически фамилия тяготеет к Волго-Уральскому региону. Её носители — в основном потомки татар, башкир или мишарей, которые приняли православие либо перешли на русский язык, сохранив родовое имя. В дореволюционных метрических книгах Оренбургской, Уфимской и Казанской губерний встречаются записи о крестьянах и мещанах с этой фамилией, что указывает на недворянское происхождение. Сословно это, скорее всего, государственные или удельные крестьяне, реже — купцы.

Любопытная деталь: фамилия Шагдалеев почти не встречается за пределами России и бывшего СССР. В современных телефонных справочниках и базах данных она фиксируется единично, в основном в Татарстане, Башкортостане и Челябинской области. Это говорит о том, что род не разросся до массового, а остался компактным, сохранив локальную привязку к местам расселения предков.