Фамилия Валькеевы (в мужском роде — Валькеев) строится по стандартной русской модели: к основе Валькей добавляется типичный русский патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Валькея). Сама же основа — это диалектный вариант арабского имени Вали. Имя Вали в переводе означает «владелец, хозяин, господин, защитник», а также «святой» или «близкий друг Аллаха»; в исламе это один из эпитетов Всевышнего.

Происхождение фамилии связано с тюркской средой, в которую арабское имя проникло вместе с исламом. В XV–XVII веках, в период активных контактов русского государства с тюркскими народами и выходцами из Золотой Орды, такие имена и прозвища фиксировались в русских документах. Носителями могли быть как служилые татары, переходившие на русскую службу, так и крещёные представители ордынской знати. В дворянской среде России было немало родов нерусского происхождения, и фамилия Валькеев — один из следов этого исторического процесса.

Хотя фамилия редкая и не получила широкого распространения, её структура прозрачна. Она стоит в ряду таких же образований от тюркских основ: Валькеев, Валиев, Валеев — все они восходят к одному корню, но различаются фонетическим оформлением. Форма Валькей (с твёрдым «к» и «ей» на конце) — это, скорее всего, результат диалектного произношения или адаптации имени в конкретной локальной среде. В целом фамилия Валькеевы — памятник восточной письменности и культуры, вплетённый в русскую ономастику.