Фамилия Шигвалеев — редкий пример фамилии, образованной от прозвища, которое, скорее всего, связано с тюркским словом «шигвал» (или «шигавал»). В татарском и башкирском языках «шигвал» означает «сующееся животное», «зверь» или, в переносном смысле, «хитрец», «проныра». Корень указывает на человека с острым умом, изворотливостью или, возможно, на охотника, который промышлял пушниной. Основа «Шигвале-» плюс русский фамильный суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного) превращают прозвище в наследственную фамилию по отцу: «сын Шигвалея».

Модель образования типична для фамилий волго-уральского региона, где тюркские прозвища и имена адаптировались к русской патронимической системе. Суффикс -ев указывает на то, что основа заканчивалась на мягкий согласный или «й»: Шигвалей → Шигвалеев. Аналогично возникли фамилии Шигалев, Шигапов (от «шигап» — «целитель») или Шигабутдинов. В отличие от них, Шигвалеев встречается гораздо реже, что говорит о локальном бытовании — вероятно, в среде татар-мишарей или башкир юго-востока Татарстана или северо-запада Башкортостана.

Географически фамилия привязана к тем районам, где фиксировались носители с похожими корнями: в переписях XIX века Шигвалеевы встречаются в Мензелинском уезде Уфимской губернии (ныне территория Татарстана и Башкортостана). Это были крестьяне-тептяри или башкиры-вотчинники, которые несли военную или ясачную повинность. Социальный контекст: фамилия не дворянская, а крестьянская или мещанская, что подтверждается её редкой встречаемостью в списках купцов и чиновников.

Спорных версий происхождения немного. Иногда Шигвалеева пытаются связать с арабским именем Шигаб (от «шигаб» — «звезда»), но это сомнительно: суффикс -валеев в таком случае был бы искусственным, а не естественным для тюркской ономастики. Правдоподобнее версия с «шигвал» как прозвищем, описывающим характер или род занятий. В любом случае, фамилия Шигвалеев — живой маркер культурного пограничья, где тюркское слово обрело русское окончание и закрепилось в документах как наследственное имя.