Фамилия Бухарметова образована от мужского мусульманского имени Бухармет. Это составное имя, которое складывается из двух смысловых частей: «Бухар» и «Мет». Первая основа восходит к древнесанскритскому «вихара» — «монастырь, храм Будды». От этого же слова происходит название узбекского города Бухара. В прошлом татарские муллы, которые учились в бухарских медресе, нередко называли сыновей именами Бухар, Бухарай и подобными, чтобы подчеркнуть связь с этим центром исламского образования. Вторая часть имени — «Мет» — это сокращённая форма от имени пророка Мухаммеда, что в переводе с арабского означает «прославляемый», «восхваляемый». Таким образом, имя Бухармет можно истолковать как «прославляемый из Бухары» или «бухарский Мухаммед».

Фамилия образована по стандартной русской модели при помощи патронимического суффикса -ов. Женская форма Бухарметова указывает на принадлежность к роду человека по имени Бухармет. Процесс закрепления фамилий у татар и других тюркских народов шёл неравномерно и растянулся на несколько столетий, поэтому точно определить, когда именно и в каком селении появились первые Бухарметовы, можно только по результатам углублённых генеалогических изысканий. Географически фамилия чаще всего встречается среди татар и башкир, что неудивительно: именно в этих регионах были сильны связи с бухарскими медресе и распространены составные имена с религиозным значением.