Фамилия Ажмухамедова — редкий случай, когда родовое имя почти не изменилось по сравнению с личным, и тюркоязычный носитель без труда прочитает его смысл. В основе лежит составное мусульманское имя Ажмухамед, которое в казахском, каракалпакском и ногайском языках звучит как «Ажымухаммед» или «Ажмухаммед». Первая часть «Ажы» восходит к арабскому «хаджи» — почётному титулу мусульманина, совершившего паломничество в Мекку. Вторая часть — имя пророка Мухаммеда. Получается, что Ажмухамед буквально означает «паломник (хаджи) Мухаммед» или «Мухаммед-хаджи». Сам факт включения в имя этого компонента говорит о высоком социальном статусе родоначальника: в дореволюционной Центральной Азии хадж был редкостью и давал человеку огромное уважение в общине.

Фамилию оформили по классической русской модели — добавили патронимический суффикс -ов к основе имени. Окончание -а указывает на женский род, то есть перед нами форма от мужской фамилии Ажмухамедов. Такой способ адаптации — присоединение русского суффикса к полному восточному имени — типичен для XIX–XX веков, когда представители тюркских народов Российской империи получали фамилии в официальных документах.

Географически фамилия Ажмухамедова встречается чаще всего в Казахстане, Каракалпакстане (Узбекистан) и среди казахской диаспоры в России — особенно в Астраханской и Оренбургской областях. Значит, предки носителей фамилии, скорее всего, были казахами или каракалпаками. В отличие от многих русских фамилий, которые со временем утратили связь с исходным прозвищем, эта почти прозрачна: она не «застыла» в виде забытого слова, а продолжает читаться как «потомок того, кого звали Ажмухамед». Это редкий случай, когда фамилия сохраняет не только звучание, но и смысловую нагрузку имени-основы.