Фамилия Ахметзянов образована от сложного мужского имени Ахметзян, распространенного в среде татар и башкир. В основе лежат два компонента: арабское имя Ахмет (производное от Ахмад, что значит «прославленный», «достойный похвалы») и тюркско-персидское слово «джан» (или «зян» в татарском произношении), которое переводится как «душа», «человек», «близкий». Таким образом, имя Ахметзян можно истолковать как «прославленная душа» или «достойный человек».

Фамилия построена по русской словообразовательной модели с патронимическим суффиксом -ов, который в Поволжье и Приуралье присоединяли к тюркским именам и прозвищам. Буквально Ахметзянов означает «потомок Ахметзяна». Эта модель — одна из самых распространенных среди русских фамилий, и она же стала стандартной для многих нерусских народов Российской империи, чьи мужские имена адаптировались под официальные документы.

Особенность фамилии в том, что она несет двойную культурную память: через арабский корень — о связи с исламской традицией, где имя Ахмад (один из эпитетов пророка Мухаммада) почитается с VII века, а через тюркский элемент «джан» — о бытовой культуре народов, где «душа» стала частью личного имени как ласковое или уважительное обращение.

С географической точки зрения фамилия Ахметзянов наиболее характерна для Татарстана, Башкортостана, а также для татарских и башкирских общин Оренбургской, Челябинской и Ульяновской областей. Встречаются и варианты написания — Ахметжанов, где тюркское «джан» передано через русскую букву «ж», что ближе к оригинальному произношению в некоторых диалектах. Однако именно форма с «з» закрепилась в метрических записях как результат татарского литературного произношения.

Носители фамилии в подавляющем большинстве происходили из крестьян и мещан, и до 1917 года фамилия не встречалась среди дворянских родов — это подчеркивает её «демократическое» происхождение: имя Ахметзян было распространено в среде простых мусульманских семей, а не в элите.