Фамилия Бухматов — редкий случай, когда основа, скорее всего, не связана с личным именем или профессией, а происходит от прозвища, образованного от заимствованного слова. В основе лежит немецкое «Buch» (книга) или диалектное «Buchen» (бук, буковое дерево). Однако в русской среде слово «бухма» или «бухман» могло означать нечто иное.

Наиболее вероятная версия — прозвище Бухмат (или Бухман) давали человеку, который много читал, был грамотным, «книжным» человеком. В старообрядческой и купеческой среде, где грамотность ценилась высоко, такое прозвище могло быть уважительным. Менее распространённая гипотеза связывает фамилию с диалектным глаголом «бухмать» — говорить невнятно, бормотать, или с тюркским «бухмат» — смуглый, темноволосый.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: Бухматов — сын Бухмата. Фамилия довольно редкая, её география тяготеет к центральным и южным регионам России, а также к Поволжью, где исторически были сильны немецкие колонии и торговые связи. Встречается и вариант Бухманов, но он образован от другой основы.

Таким образом, предок носителя фамилии Бухматов, вероятно, выделялся начитанностью или, наоборот, особенностью речи — в зависимости от того, какое значение слова «бухмат» закрепилось за ним в конкретной местности. Однозначного ответа нет, но книжная версия выглядит предпочтительнее, так как прозвища по интеллектуальным качествам встречаются реже, чем по внешности или ремеслу.