Фамилия Акмухамедов — яркий пример того, как тюркские и арабские элементы сплелись в русской фамильной традиции. Её основа — составное мусульманское имя «Акмухамед», где первая часть «ак» с тюркских языков (татарского, башкирского, казахского) переводится как «белый», «чистый», «светлый», а вторая — «Мухамед» (араб. Мухаммад) — имя пророка, означающее «восхваляемый», «достохвальный». Таким образом, имя Акмухамед можно истолковать как «чистый Мухаммад» или «светлый, подобный Мухаммаду».

Фамилия образована по классической русской модели: к основе «Акмухамед» добавили патронимический суффикс «-ов». В русской ономастике суффикс «-ов» указывает на принадлежность: «чей?» — «Акмухамедов», то есть «сын Акмухамеда». Такая модель стала доминирующей для нерусских фамилий в XVIII–XIX веках, когда при крещении или переписи населения татарам, башкирам и другим народам Поволжья и Приуралья давали фамилии по отцу с этим окончанием.

Географически фамилия Акмухамедов наиболее характерна для татар и башкир, особенно в Оренбургской, Челябинской областях и в Башкортостане. Встречается она и у казахов, но там чаще фиксируется в форме Акмухамедов или Акмухамбетов (с казахским вариантом имени). В отличие от чисто русских фамилий, у Акмухамедова нет древней сословной истории в дворянских родословных книгах — носители этой фамилии в основном происходят из крестьян, казаков или духовного сословия (мулл и муэдзинов), так как имя Акмухамед часто давали детям в семьях с религиозным уклоном.

Редкость фамилии в том, что она сохранила начальное «ак-» без оглушения или редукции, свойственной многим заимствованным именам в русской среде (сравните с Ахметов или Абдулов). Это указывает на сравнительно позднее оформление фамилии — в XIX веке, когда письменная фиксация уже была устойчивой. Встречаются варианты написания Акмухаметов (с тюркским произношением имени), но форма с «д» на конце (Мухамед) ближе к арабскому литературному произношению.