Фамилия Шамсувалеев — один из ярких примеров того, как русская модель фамилии на -ев (вариант суффикса -ов после мягких согласных) скрепляется с тюрко-арабским именем-основой. Её корень лежит в арабском имени Шамс уль-Вали (شمس الولي), что переводится как «солнце святого» или «светоч покровителя». В исламской традиции «Вали» — одно из имён Аллаха, означающее «Покровитель», «Друг» (отсюда же имена типа Валиулла). Таким образом, полное имя Шамсувалей — это сложносоставное теофорное имя, прославляющее Бога через метафору света.

В русском языке имя Шамсувалей прошло через характерную адаптацию: конечный звук «й» в имени стал основой для притяжательного суффикса -ев. Фамилия буквально значит «потомок Шамсувалея». Поскольку такие имена были распространены среди тюрко-мусульманских народов Поволжья и Приуралья — татар, башкир, отчасти казахов, — фамилия Шамсувалеев географически привязана именно к этим регионам. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках Казанской, Оренбургской, Уфимской губерний её носители встречаются как среди крестьян, так и среди торговцев и духовенства.

Интересна редкая модель образования: имя Шамсувалей — это стяжённая форма от Шамс уль-Вали (с арабским артиклем «уль»). В татарском языке артикль часто редуцировался или сливался с основой, что и дало компактное имя. Фамилия Шамсувалеев — не единственная в этом ряду: есть однокоренные Шамсутдинов (солнце веры), Шамсиев, Шамсуллин. Но Шамсувалеев выделяется тем, что в основе лежит не столько «вера» (дин), сколько «покровительство» (вали), что делает её более редкой и семантически узкой.

В современной России фамилия Шамсувалеев встречается нечасто, но сохраняет устойчивую связь с татарской и башкирской ономастикой. Носители фамилии — потомки людей, чьи предки носили имя, подчёркивающее близость к Божественному свету, что было характерно для суфийской традиции в исламе, популярной среди волжских татар.