Фамилия Дульмухаметов — яркий пример того, как тюркское имя, пройдя через русскую фамильную модель, закрепилось на Урале и в Поволжье. Её основа — сложносоставное мужское имя Дульмухамет, которое бытовало у башкир и татар. Первая часть «дуль» восходит к персидскому «зуль» (обладатель), вторая — к арабскому «Мухаммад» (восхваляемый, прославленный). В целом имя означает «обладающий Мухаммадом» или «связанный с пророком Мухаммадом», что характерно для мусульманской ономастики, где составные имена с частицей «зуль» подчёркивали религиозную принадлежность или божественный дар.

Словообразовательная модель здесь классическая для русификации тюркских фамилий: к основе на согласный добавили русский суффикс -ов, который указывает на принадлежность («чей?»). Дульмухаметов буквально значит «сын Дульмухамета» или «из рода Дульмухамета». Суффикс -ов закрепился в XIX веке, когда при переписях и в документах башкирам и татарам массово приписывали русские окончания, заменяя исконные тюркские патронимы.

Географически фамилия плотно привязана к Башкортостану и соседним областям — Оренбургской, Челябинской. Встречается она редко, что говорит о её локальном происхождении: носители, скорее всего, потомки жителей одного-двух аулов, где имя Дульмухамет было популярно в XVIII—XIX веках. В отличие от массовых фамилий вроде Ахметов или Мухаметов, Дульмухаметов сохранила более узкую родовую память.

Важная деталь: в исходном имени могла быть вариативность написания — Зульмухамет, Дульмухамет. Переход «з» в «д» в тюркских диалектах (особенно в башкирском) — не ошибка, а фонетическое явление, когда звонкий «з» под влиянием соседних звуков упрощался до «д». Поэтому фамилия могла фиксироваться по-разному даже у одной семьи, пока не устоялась современная форма.

Сословно предки Дульмухаметовых, вероятно, были тептярями или башкирами-вотчинниками — не знать, но свободные общинники, занимавшиеся скотоводством и земледелием. Сведений о дворянском происхождении нет, что типично для фамилий на -ов из тюркских имён.