Фамилия Ажмухамбетова — женская форма от мужской Ажмухамбетов. Её основа — сложное арабо-тюркское имя Ажмухамбет. Первая часть «аж» восходит к арабскому «хадж» (почётный титул мусульманина, совершившего паломничество в Мекку), которое в тюркских языках звучит как «ажы» или «аж». Вторая часть — «мухамбет» — тюркская огласовка имени пророка Мухаммеда. Имя Ажмухамбет буквально означает «хаджи Мухаммед»: человек, носящий имя пророка и при этом удостоившийся хаджа.

Словообразовательная модель проста: к полному имени Ажмухамбет прибавили патронимический суффикс -ов (чьи? — Ажмухамбетовы). Суффикс -ов типичен не только для русских фамилий, но и для фамилий народов Северного Кавказа и Поволжья, вошедших в состав Российской империи. Встречаются варианты написания: Ажмухаметов, Ажмухамбетов — они связаны с разной передачей тюркского звука «х» и редукцией гласных. В казахской кириллице фамилия выглядит как Әжмұхамбетов.

Фамилия характерна для казахов, а также для некоторых тюркских народов Кавказа (ногайцы, кумыки). Она не древняя в привычном понимании: массово такие фамилии оформлялись в XIX — начале XX века, когда у кочевых народов стали вводить русские паспортные стандарты. До этого люди обходились личным именем с указанием отца или рода. Географически фамилия распространена в Западном Казахстане (Атырауская, Мангистауская области), а также среди казахских диаспор в России (Астраханская область, Ставрополье).

Носительница фамилии Ажмухамбетова — потомок человека, которого в сообществе знали как Ажмухамбета. Скорее всего, её предок был уважаемым человеком: совершил хадж и носил имя пророка. В тюркской среде такие имена часто давали в знак глубокой религиозности семьи.