Фамилия Валькаева образована от мужского имени Валькай. Это диалектный вариант арабского имени Вали, которое в переводе означает «владелец», «хозяин», «господин», «защитник», а также «святой» и «близкий друг Аллаха». В исламской традиции Вали — один из эпитетов самого Аллаха.

Имя Вали широко распространено у народов, исповедующих ислам, особенно у татар, башкир и народов Северного Кавказа. Диалектная форма Валькай возникла, скорее всего, в устной бытовой речи: звук «а» в середине имени удлинился, а к основе добавился тюркский аффикс -кай, который придаёт имени ласкательный или уменьшительный оттенок. То есть Валькай — это «маленький Вали» или просто обиходный вариант.

Фамилия Валькаева образована по русской модели с суффиксом -ев, который присоединяется к основам, оканчивающимся на -й. Этот суффикс указывает на принадлежность: «Валькаев» означает «сын Валькая» или «из рода Валькая». Такая модель типична для фамилий тюркского и арабского происхождения, которые оформились в русской среде в XVIII–XIX веках, когда крестьяне и горожане получали официальные фамилии.

Фамилия встречается преимущественно в Поволжье и на Урале, особенно в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях. Это указывает на то, что предки носителей фамилии, скорее всего, были татарами или башкирами. Социальный состав был разным: от крестьян до купцов и духовных лиц, но точных сведений без генеалогического исследования нет.

Процесс формирования фамилий был длительным, поэтому окончательно говорить о точном месте и времени возникновения рода Валькаевых можно лишь на основании архивных документов. Однако словообразовательная модель и география бытования позволяют уверенно говорить о происхождении фамилии от имени Валькай — диалектной формы имени Вали.