Фамилия Ахметзянова образована от личного мужского имени Ахметзян. Это имя — типичный пример восточной антропонимической модели, где к арабскому корню добавляется персидский компонент. Первая часть, Ахмет, — одна из форм имени Ахмад, которое в переводе с арабского означает «прославленный», «достойный похвалы». В мусульманской традиции это одно из имён пророка Мухаммеда. Вторая часть, «джан» (в русской записи часто «зян»), восходит к персидскому слову со значением «душа», «жизнь» или, в более широком смысле, «человек», «дорогой». Таким образом, имя Ахметзян можно истолковать как «прославленная душа» или «дорогой, как Ахмет».

Модель образования фамилии стандартна для русского языка: к основе имени добавили суффикс принадлежности -ов, который после шипящих и мягких согласных превратился в -ев. Финальное -а — это женское окончание, то есть Ахметзянова — форма, которую носят женщины. Мужской вариант фамилии — Ахметзянов. Такие фамилии на -ов/-ев в Поволжье и на Урале в XIX–XX веках активно закреплялись за татарами, башкирами и другими тюркоязычными народами, принимавшими русскую паспортную систему.

Интересно, что в самой фамилии сохранилась старая орфографическая традиция: звук «з» на стыке корня и суффикса передаётся буквой «з», хотя в современном татарском языке имя чаще пишется как Әхмәтҗан (с мягким «җ»). В русских документах прижился именно такой, «твердый» вариант написания — Ахметзянов. Это намекает на то, что предки носителей фамилии, скорее всего, были сельскими жителями или купцами, чьи имена записывали волостные писари, ориентируясь на произношение.

Поскольку имя Ахметзян было распространено среди мусульманского населения Российской империи, фамилия Ахметзянова особенно часто встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской, Челябинской и Самарской областях. Точное сословие первых носителей установить без генеалогического поиска сложно: это могли быть и государственные крестьяне, и мещане, и представители духовенства — муллы. Фамилия не указывает на знатное происхождение, но однозначно говорит о том, что предок был мусульманином и носил составное имя с религиозным подтекстом.