По свидетельству известного знатока арабоязычной литературы Дагестана Нурмагомедова Нурмагомеда Гаджиевича, близко знавшего Али Каяева, большую роль в становлении будущего ученого сыграл Шейх-Али– эфенди Согратлинский. От всей души полюбив своего воспитанника, он предоставил в его распоряжение свою богатую библиотеку, поддерживая интерес Али Каяева к научным изысканиям. В Согратле Али Каяев проучился около пяти лет.
В годы учебы он интересуется мусульманским законодательством, историей и этнографией, астрономией. Обладая незаурядными природными дарованиями, он почти в полсрока завершает традиционную в Дагестане 15–20-летнюю программу арабоязыч-ного образования.
В 1899 году Али Каяев по заказу своего первого учителя Гази Сейидгусейнова снимает копию с известной хроники Мухаммед-Тахира ал-Карахи «Блеск дагестанских шашек в некоторых битвах Шамиля» и посылает её в дар астраханскому учёному Абд ар-Рахману. О научной ценности труда двадцатилетнего Каяева свидетельствует тот факт, что его рукопись стала одной из трёх копий, положенных в основу «Хроники Мухаммед-Тахира ал-Карахи», изданной в 1941 году А.М. Барабановым под редакцией И.Ю. Крачковского.
Вскоре по приглашению астраханского ученого Абд-ар-Рахмана Али Каяев выезжает в Астрахань, где работает в качестве преподавателя медресе и одновременно углубляет свои знания. Астраханский период учения окончательно определил востоковедческую ориентацию Али Каяева. В 1905 году он приезжает в Каир с целью поступления в известный в мусульманском мире университет Ал-Азхар.
Авторы монографии Ю. Меджидов и М. Абдуллаев, посвященной жизни и творчеству Али Каяева, освещая этот период ученого, пишут: «Нам не удалось подробно выяснить обстоятельства жизни ученого в Каире. По одной версии, Каяев не поступил в Ал-Азхар, так как университетская программа не удовлетворяла его запросам. Но в течение двух лет самостоятельно изучал труды восточных ученых в университетской библиотеке и одновременно вел курс арабского языка в одном из приуниверситетских медресе. По другой версии, он поступил в университет и в кратчайший срок (за два года) усвоил всю программу и имел университетский диплом».
Автор первой версии – И.Х. Курбаналиев из сел. Унчукатль, а второй – уже упомянутый выше арабист М.Г. Нурмагомедов.
М. Абдуллаев и Ю. Меджидов отдают предпочтение первой версии, основанной на воспоминаниях И.Х. Курбаналиева.
Версия М.Г. Нурмагомедов а, на наш взгляд, более близка к истине. Согласно его воспоминаниям, в Ал-Азхаре в годы учебы Али Каяева обучалось около 17 тысяч студентов из разных мусульманских стран. Из этого количества студентов первым по своему прилежанию и знаниям в различных областях науки был студент – выходец из Индии. Вторым по тем же параметрам признавали самого Али. Далее М.Г. Нурмагомедов утверждает, что Замир-Али после двух лет обучения, экстерном сдав экзамены, получил диплом, и ему предложили вести курс арабского языка в университете.
В Каире Али Каяев ознакомился со взглядами Мухаммада Абдо (1834–1905), Джамалудина ал-Афгани (1839–1909), Рашида Рида (1865–1935) (с последним был знаком лично), которые являлись известными представителями исламского модернизма начала XX века. Они выступали за приобщение мусульманских народов к европейской цивилизации, пропагандировали естественнонаучные знания, светскую культуру, т. е. приспосабливали ислам к капиталистическим отношениям. Али Каяев глубоко проникся их идеями и стал их последователем.
Рашид Рида привлекает Али Каяева к сотрудничеству в реформистском журнале «Ал-Манар». Работа Каяева в журнале, видимо, была весьма плодотворной, и в знак признательности Рашид Рида преподносит Али рукопись своего труда по вопросам реформизма.
В 1908 году Али Каяев переезжает из Каира в Стамбул, чтобы ознакомиться с трудами восточных ученых, сосредоточенных в местных научных центрах. Но был арестован и выслан в Россию за радикальные взгляды.
Вернувшись через Одессу на Кавказ, Али Каяев находит здесь широкое поле для просветительской деятельности. В селении Гунделен Терской области (ныне Кабардино-Балкария) он открывает медресе, где увлеченно работает с учениками. Здесь Али Каяев впервые на Кавказе реформировал систему мусульманского образования, переориентировав ее на изучение истории и светских наук – математики, истории, естествознания.
В 1913 году Али Каяев переехал в г. Темир-Хан-Шуру (ныне Буйнакск) Дагестанской области.
Когда в марте 1918 года в Дагестане началась гражданская война, Али Каяев перебрался в Кумух, где на свои средства открыл медресе.
В 1918–1928 гг. Али Каяев руководил крупнейшим в районе медресе при соборной мечети. В нем обучалось около 300 учащихся со всех концов Дагестана. Здесь он безвозмездно обучал детей горцев разных национальностей. Али Каяев продолжал реформу преподавания, значительно расширив круг изучаемых дисциплин. В их число были введены химия, физика, алгебра, геометрия, география, естествознание, астрономия, родная история и лакский язык.