Фамилия Айтмаматова — женская форма, образованная от мужской Айтмаматов. Её основа — составное тюркское имя Айтмамат, которое сложилось в мусульманской ономастике Средней Азии, скорее всего, в Киргизии или на юге Казахстана. Первая часть имени, «айт», восходит к арабскому «ид» (праздник) и в тюркских языках означает «праздник» или «торжество». Вторая часть, «мамат», — один из распространённых в регионе вариантов имени Мухаммад (сравните фамилии Маматов, Мамат). Вместе имя Айтмамат буквально переводится как «праздничный Мухаммад» или «Мухаммад, рождённый в праздник». Такое имя могли дать, например, если ребёнок появился на свет в день Ураза-байрама или Курбан-байрама.

Модель образования фамилии типична для XIX–XX веков, когда при записи в российских документах — метрических книгах или ревизских сказках — к местным именам механически добавляли русский фамильный суффикс -ов (в женском варианте -ова). Так имя Айтмамат превратилось в родовую фамилию, а не просто в отчество.

Географически фамилия Айтмаматова почти не встречается за пределами Киргизии и прилегающих областей Узбекистана. В России или на Украине она редка и, скорее всего, принадлежит мигрантам или их потомкам. Сословно предки носителя могли быть как крестьянами-земледельцами, так и скотоводами-кочевниками — в Средней Азии фамилии на -ов не были привилегией знати.

Интересная деталь: форма с удвоенным «ма» — Айтмаматова — выдает исходное имя Мамат, а не сокращённое Мат. Это делает её более архаичной и близкой к устной традиции, в отличие от соседних однокоренных фамилий вроде Айтматов или Айтмамбетов. Разница в суффиксах здесь не принципиальна и зависит от местной записи.