Фамилия Валикаев образована от тюркского имени Валикай. Это сложная форма, в которой соединились арабское имя Вали («святой», «покровитель», «близкий к Богу») и тюркский уменьшительно-ласкательный аффикс -кай, характерный для башкирского и татарского языков. То есть Валикай — это «маленький Вали», «Валинька». Подобные модели распространены у тюркских народов: например, Ахметкай, Ильбулкай. Суффикс -ев в русской записи указывает на принадлежность: «сын Валикая».

По происхождению фамилия, скорее всего, башкирская. В башкирской антропонимии фамилии на -ев (а не на -ов) встречаются часто, и конечный звук основы -й в имени Валикай естественно присоединяет именно этот суффикс. В татарской среде тоже возможен такой вариант, но башкирская версия выглядит убедительнее из-за активного использования аффикса -кай в именах.

Учитывая, что основа Вали — арабского корня, носитель имени Валикай мог происходить из семьи, где ценили религиозную традицию. Имя Вали в исламе — один из эпитетов Аллаха, а также обозначение праведника, приближенного к Богу. Поэтому предок, носивший это имя, мог быть уважаемым в общине человеком, возможно, муллой или старшиной рода.

Встречаются и другие написания: Валикаев, Валикаев — разница в ударении и букве «и»/«ы» не меняет смысла, это особенности русской передачи тюркского произношения. Встречается также вариант Валикайев, но он менее употребителен.

Географически фамилия Валикаев чаще всего фиксируется в Башкортостане, а также среди башкирских диаспор в Оренбургской и Челябинской областях. Встречается и у татар, но значительно реже.