Фамилия Алиосманов — редкий случай, когда в одной русской фамилии соединились два арабских имени через тюркскую традицию «склеивания». Её основа — составное мужское имя Алиосман, где Али («высокий, возвышенный») и Осман (в арабской традиции — имя третьего праведного халифа) слились в единое целое без дефиса. Такая конструкция характерна для народов Северного Кавказа: кумыков, аварцев, лезгин. Двойные имена вроде Али-Магомед, Али-Султан, Али-Гаджи давали, чтобы усилить благословение или подчеркнуть связь с двумя почитаемыми фигурами. Алиосманов — один из таких примеров, где имя сохранилось полностью, без усечения.

Русский суффикс -ов, добавленный к основе, указывает, что фамилия оформилась уже в русскоязычной среде — скорее всего, в XIX–XX веках, когда горцы получали паспорта или записывались в метрики. Твёрдый финал имени дал именно -ов, а не -ев (который появляется после мягких согласных). Ударение в фамилии падает на третий слог — Алиосма́нов, что сохраняет акцент исходного имени Осман, а не переносит его на русский суффикс, как часто бывает в обрусевших фамилиях.

Географически фамилия тяготеет к Дагестану, Чечне и, реже, к Азербайджану. Она не массовая — в отличие от частых Алиевых или Османовых, это редкий вариант, который мог возникнуть в одном роду или ауле. Если предки носили её, то, скорее всего, были мусульманами-суннитами, и в основе лежит не прозвище, а личное имя — патроним: «сын Алиосмана». В дореволюционных записях её могли писать иначе: Али-Османов, Алиосман-оглы, а после унификации в советских паспортах записали слитно.

Словообразовательно фамилия необычна тем, что в ней нет уменьшительных или уничижительных суффиксов, которые часто «съедают» часть имени (например, Алишкин, Оськин). Имя сохранилось целиком — это говорит об уважительном отношении к первоносителю. Споров о происхождении корня почти нет: обе части ясны. Открытым остаётся вопрос, почему именно Осман, а не Усман (более распространённая в тюркских языках форма). Возможно, это влияние книжного арабского произношения, которое закрепилось в письменной традиции именно в таком виде.