Фамилия Дилмухан редкая и почти наверняка нерусская по происхождению. Её основа — личное имя, а не прозвище от ремесла или внешности. В русском языке нет корней «дил-» или «мухан-», поэтому искать её в словарях восточнославянских фамилий (Унбегауна, Никонова) бесполезно. Всё указывает на тюркские или иранские языки, где имя Дилмухан (или Дилмухаммед) состоит из двух частей: «дил» (сердце, душа) и «мухан» — сокращённая форма от имени Мухаммад. Получается «душа Мухаммада» или «сердце пророка» — распространённый тип сложносоставных имён в мусульманской традиции, где к сакральному имени добавляют эпитет.

Вероятнее всего, фамилия Дилмухан образована напрямую от имени основателя рода без дополнительных русских суффиксов. Для фамилий, принесённых в Россию из Средней Азии, Казахстана или Кавказа, это нормально: окончание на согласный или мягкий знак не меняли, приставок и типичных русских окончаний (-ов, -ин) не добавляли. Так фиксировали фамилии у казахов, узбеков, таджиков, а также у некоторых народов Северного Кавказа, например, у чеченцев или ингушей, где форма имени могла перейти в фамилию почти без изменений.

Географически фамилия Дилмухан встречается в Казахстане, Узбекистане и на юге России — в регионах с тюркоязычным населением. Встречаются единичные носители в Татарстане и Башкортостане, но там чаще используют русифицированные варианты на -ов. Сама форма без суффикса — признак более позднего закрепления фамилии, когда документы писали уже в XX веке, и чиновники не переделывали имя под русский лад.

Социальный статус предков определить сложно. Имя Дилмухан могли дать и в семье муллы, и в крестьянской среде — оно не элитарное, но и не простонародное. Единственное, что можно сказать с уверенностью: носитель фамилии — потомок человека, которого звали Дилмухан, и это имя несли как знак уважения к пророку.