Фамилия Денмухаметова — редкий случай, когда в русском написании сохранилась тюркская основа без русифицирующего суффикса. Она образована от мужского имени Денмухамет, которое представляет собой сложение двух компонентов: «ден» (тюркское «равный», «подобный») и «Мухамет» — народная форма имени Мухаммад. Таким образом, имя Денмухамет буквально означает «подобный Мухаммаду», что характерно для традиции давать ребёнку имя, ставящее его в один ряд с почитаемым пророком.

Фамилия Денмухаметова — женская форма, мужской вариант — Денмухаметов. Окончание -ов/-ев здесь отсутствует, что нетипично для большинства русских фамилий, но встречается у фамилий, заимствованных из тюркских языков и не прошедших полную адаптацию. В русской среде такие фамилии чаще всего встречаются у татар, башкир или казахов, где имяобразование с «ден» не редкость. Сравните с Денисламовым или Денбердиным — все они построены по схожей модели.

Географически фамилия Денмухаметова тяготеет к регионам Поволжья и Урала, особенно к Башкортостану и Татарстану, где исламские имена с компонентом «Мухаммед» массово бытовали ещё до XX века. В исторических документах она почти не встречается — это говорит о том, что фамилия могла оформиться сравнительно поздно, в XIX — начале XX века, когда крестьяне и мещане получили официальные фамилии.

Социальный контекст: такие фамилии, как Денмухаметова, чаще всего принадлежали людям из крестьянского или мещанского сословия, а не дворянским родам. Дворянские татарские фамилии обычно оканчивались на -ов или -ин и фиксировались раньше. Здесь же мы видим прямой перенос имени без патронимического суффикса, что характерно для более поздних записей в метрических книгах.

Если искать однокоренные фамилии, то ближайшие — Денмухаметов, Денисламов, Денбердин. Все они объединены компонентом «ден», который не стоит путать с русским словом «день» — это чисто тюркский корень со значением «равный», «подобный». В современной России фамилия встречается редко, что делает её хорошим маркером для генеалогического поиска: носители почти наверняка имеют корни в одной из тюркских народностей Поволжья.