Фамилия Байрамов происходит от личного мужского имени Байрам. В тюркских языках слово «байрам» означает «праздник». Чаще всего так называли мальчика, родившегося в дни большого торжества — например, во время Курбан-байрама или Ураза-байрама. Имя было распространено у многих тюркских народов: у азербайджанцев, туркмен, татар, кумыков, поэтому и фамилия встречается в разных регионах, от Закавказья до Средней Азии.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Байрам прибавили патронимический суффикс -ов, который в тюркских фамилиях означает «сын Байрама» или «принадлежащий Байраму». В русском делопроизводстве XIX–XX веков такие фамилии закреплялись за выходцами из мусульманских семей, когда те получали документы или поступали на государственную службу.

Среди обладателей фамилии есть фигуры, известные за пределами своей страны. Самый заметный — туркменский поэт и писатель Нуры Байрамов (1933–1993), кандидат филологических наук. Он переводил на туркменский язык Пушкина и Лермонтова, и его работы повлияли на развитие национальной литературы. Встречаются и другие носители фамилии — спортсмены, учёные, общественные деятели, но их биографии менее известны широкой публике.

У фамилии есть варианты написания: Байрамов, Байрамова (женская форма), а у народов, не использующих русские суффиксы, встречается просто Байрам. Внутри одной семьи в советских документах могли записать по-разному, поэтому Байрамовы и Байрамы — родственные линии одной основы.