Фамилия Абильмажинов — редкий пример сложения двух самостоятельных именных основ в одной фамилии. Она образована от составного арабского или тюркского мужского имени Абильмажин, которое, в свою очередь, состоит из двух частей.

Первая часть — Абиль — восходит к древнееврейско-арабскому имени, которое в переводе на русский язык означает «вселение души». В некоторых интерпретациях это имя связывают с понятием «отец» или «владыка», но значение «вселение души» встречается в ономастических справочниках как одно из возможных толкований.

Вторая часть — Мажин — происходит от арабского имени, которое переводится как «прославленный, знаменитый». В арабской традиции это имя нередко давали в пожелании ребенку стать известным и уважаемым человеком.

Таким образом, имя Абильмажин в целом могло осмысляться как «прославленный владыкой» или «тот, в кого вселилась душа знаменитого». Фамилию образовали с помощью русского патронимического суффикса -ов, который присоединяется к основам, оканчивающимся на согласный. Модель «имя отца + -ов» в русской традиции означает «сын такого-то»: Абильмажинов буквально — «сын Абильмажина».

Фамилия бытует в среде казахов и других тюркских народов, где распространены арабские имена, пришедшие вместе с исламом. Встречаются варианты написания Абильмажин, Абильмажинов, а также с буквой «ы» в конце основы. Поскольку фамилия редкая, её носители, скорее всего, происходят из одного родового корня, а не из разных мест независимо друг от друга.