Фамилия Валекаев образована по тюркской модели: к основе Валека- прибавлен русский патронимический суффикс -ев, указывающий на происхождение по отцу. В русском языке суффикс -ев присоединяется к основам на мягкий согласный, шипящий или гласный, что и произошло в данном случае. Сама основа восходит к арабскому имени Вали (в русской записи Валей), которое означает «близкий», «святой», «покровитель». Уменьшительно-ласкательная форма Валека — это типичный для тюркских языков способ сокращения имени с помощью аффикса -ка, который не несёт пренебрежительного оттенка, а скорее указывает на близость или младший возраст.

Исходное имя Вали широко бытовало среди татар и башкир, а также у других народов, исповедующих ислам, поэтому фамилия Валекаев — почти наверняка тюркская по происхождению, скорее всего татарская или башкирская. Встречается она преимущественно в Поволжье и на Урале, в регионах с компактным проживанием татар и башкир. По сословной принадлежности предки Валекаевых могли быть как крестьянами, так и служилыми людьми — например, тептярями или ясачными татарами, которые несли повинности, но сохраняли личную свободу.

Интересно, что фамилия Валекаев — редкая даже в среде татарских фамилий. Она не входит в число массовых, как, скажем, Валиев или Валиуллин, что говорит о её более локальном бытовании. Возможно, она закрепилась за одной конкретной ветвью рода или в одном селе, где имя Валека было особенно употребительно. В таком случае носители фамилии, скорее всего, связаны общим предком, жившим не позднее XVII–XVIII веков, когда у тюркских народов начали фиксироваться наследственные фамилии.

В написании фамилии возможен вариант с одной «к» — Валекаев, но в русской орфографии двойная согласная нехарактерна, и корень Валека- пишется с одной «к». Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Вале́каев, хотя в разговорной речи может смещаться на последний слог под влиянием татарского произношения.