Фамилия Сундеталиева женская, мужской вариант — Сундеталиев. Она образована по типичной для тюркских фамилий модели: к основе добавляется русский фамильный суффикс -ев (с вариантом -ев, а не -ов, из-за мягкого конечного согласного основы). Такая модель массово закрепилась у казахов, киргизов, татар и других народов бывшей Российской империи после переписей XIX — начала XX века, когда фамилии давали по отцу.

Основа фамилии — составное мужское имя Сундетали. Оно, в свою очередь, сложено из двух частей. Первая часть — «Сундет» (араб. «сунна», обряд обрезания, но в именах часто осмысляется как «правильный, следующий традиции»). Вторая часть — «Али» (араб. «возвышенный», «великий» — одно из имён Аллаха и имя четвёртого халифа). Таким образом, имя Сундетали можно перевести как «Али, следующий сунне» или «праведный Али». Это типичный пример двухосновного теофорного имени, распространённого в исламской ономастике Средней Азии и Казахстана.

Фамилия Сундеталиева указывает на происхождение от предка по мужской линии, которого звали Сундетали. Скорее всего, это был человек, родившийся в конце XIX — начале XX века, когда такие составные имена были особенно популярны. Географически фамилия чаще всего встречается в Казахстане (особенно в южных и западных областях) и в Киргизии. В России её носители — в основном потомки мигрантов из этих регионов.

В отличие от русских фамилий на -ин или -ов, здесь нет указания на сословную принадлежность: носителями фамилии могли быть и скотоводы, и ремесленники, и грамотные люди из аульной знати. Единственная социальная привязка — это мусульманская среда, где имя Али почитается особенно высоко. Среди однокоренных фамилий — Сундетов, Сундетбаев, Алиев, но Сундеталиева стоит особняком, сохраняя в основе редкую двухкорневую конструкцию, которая уже в третьем поколении перестала восприниматься как имя и стала чистой фамилией.