Фамилия Дилдемуратов — тюркская по происхождению, с прозрачной, но не самой частой основой. Её носители — потомки человека, которого в тюркской среде называли Дилдемурат. Разбираем имя-основу: «дил» (в персидском и тюркском — «сердце»), «дем» (в тюркских языках — «дыхание», «миг», «мгновение»), и арабское «мурат» («желание», «цель», «воля»). Вместе это могло значить «сердечное желание» или «желанный, как дыхание сердца» — типичное составное имя с пожеланием долгой или счастливой жизни ребёнку.

Суффикс -ов в фамилии Дилдемуратов указывает на русскую адаптацию: так оформляли фамилии у народов, вошедших в состав Российской империи, особенно в XIX — начале XX века. В тюркской среде исходная форма звучала бы как Дилдемурат (без суффикса), а приписка -ов означала «сын Дилдемурата» или «из рода Дилдемурата». Фамилия не очень старая: она могла закрепиться при переписях или при получении паспортов в советское время, когда требовалась русификация.

Географически фамилия тяготеет к регионам Средней Азии — Узбекистану, Туркменистану, отчасти к каракалпакской среде. Встречается и у казахов, но реже. В России носители — в основном мигранты или потомки переселенцев из этих областей. Сословно предки — скорее всего, свободные земледельцы или скотоводы, но не знать: составные имена с «дил» и «дем» в аристократической среде почти не использовались.

Редкость фамилии в том, что она сохранила трёхкорневую конструкцию, а не сократилась до более привычных форм вроде Муратов или Демуратов. Это говорит о том, что имя Дилдемурат передавалось в семье как личное, а не как прозвище. В современных базах данных фамилия нечастотна, и её носители — по сути, носители редкого антропонима, который уже почти не дают детям.