Фамилия Аметзянова — женская форма фамилии Аметзянов, которая восходит к тюркскому составному имени Аметзян. Первая часть, Амет, — это диалектный вариант имени Ахмет, восходящего к арабскому Ахмад, то есть «достохвальный». Вторая часть, -зян, — тюркский компонент, заимствованный из персидского (джан) и означающий «душа». Таким образом, имя Аметзян буквально переводится как «благословенная душа» или «душа, достойная хвалы». Фамилия построена по стандартной русской модели с суффиксом -ов, отвечающим на вопрос «чей?»: потомок Аметзяна.

Словообразовательно фамилия стоит в ряду с менее частыми вариантами — Аметзяновский (с суффиксом -ский, намекающим на географическую привязку) или Аметзяновых (с окончанием -ых, типичным для северных русских говоров). Однако форма на -ов закрепилась как основная, поскольку именно она была стандартной при адаптации тюркских фамилий в русском языке в XIX–XX веках.

Фамилия распространена в основном среди татар и башкир, а также встречается у других тюркоязычных народов Поволжья и Приуралья. В русской среде она редка и почти всегда указывает на смешанные браки или давнюю тюркскую родословную. Ударение обычно падает на второй слог: Аметзя́нова, хотя в некоторых говорах возможен вариант с ударением на последний слог.

В дореволюционной России носители этой фамилии чаще всего относились к крестьянскому или мещанскому сословию, реже — к купечеству. Поскольку имя Аметзян было популярно в мусульманских семьях, предки современных Аметзяновых, вероятно, были сельскими жителями — земледельцами, ремесленниками или торговцами. Единичные упоминания встречаются в метрических книгах Оренбургской и Казанской губерний, но массовых статистических данных по фамилии нет — она остаётся довольно редкой, что делает её ценной для локальной генеалогии.