Фамилия Дильмурадова в своей основе хранит имя, которое было дано человеку при рождении, — Дильмурад. Это составное мужское имя восточного, скорее всего тюркского или персидского происхождения. Первая часть «диль» восходит к персидскому «дил» — «сердце», «душа». Вторая часть «мурад» — арабское слово, означающее «желание», «цель», «воля». Вместе имя Дильмурад можно перевести как «желание сердца» или «душевное стремление». Это не прозвище по ремеслу или внешности, а прямое указание на личное имя, которое в мусульманской традиции нередко несли пожелательный, благопожелательный смысл.

Фамилия образована по русской патронимической модели с суффиксом -ов, который добавляется к основе имени. Форма Дильмурадова — женская, мужской вариант будет Дильмурадов. Такая модель типична для фамилий, возникших в среде народов Кавказа и Средней Азии, которые входили в состав Российской империи, а затем СССР. Фамилию давали по отцу: если отца звали Дильмурад, его дети становились Дильмурадовыми. В русском языке этот суффикс закрепился как стандартный способ русификации нерусских имён, особенно в советское время при паспортизации.

Географически фамилия Дильмурадова чаще всего встречается в Узбекистане, Таджикистане, а также среди выходцев из этих регионов в России. Имя Дильмурад и его варианты (Дильмурод) распространены именно там. В других тюркоязычных культурах, например у казахов или киргизов, эта форма встречается реже — там более употребительны имена с компонентом «мурат» без «диль».

С точки зрения социальной истории, носители фамилии Дильмурадова вряд ли принадлежали к потомственному дворянству или духовенству. Скорее всего, это фамилия, которая появилась у крестьян или городских жителей в XIX–XX веках, когда государство фиксировало фамилии по отцу. Никаких следов древнего аристократического рода или связи с конкретным ремеслом эта фамилия не несёт — её ценность именно в прозрачности корня, который прямо говорит о том, что предка звали Дильмурад, то есть «желанный сердцем».