Фамилия Дуйменова образована от мужского имени или прозвища Дуймен. Это редкая фамилия, и её корень вызывает споры среди этимологов. Наиболее вероятная версия связывает основу «дуймен» с тюркским словом, означающим «богатый», «изобильный» (от тюркского «дуй» — богатство, пир). В этом случае прозвище Дуймен мог получить зажиточный человек, устроитель пышных празднеств, или тот, кто славился щедростью и гостеприимством. Альтернативная, но менее убедительная гипотеза выводит имя от глагола «дуть» (в значении «надувать», «обманывать»), однако такая трактовка не подкрепляется устойчивой традицией именования в тюркской или славянской среде.

Суффикс «-ов» (в женском роде — «-ова») указывает на типичную русскую модель образования фамилий от отчества или прозвища. Фамилия Дуйменова означает «дочь (или жена) Дуймена». Географически фамилия встречается преимущественно в регионах с тюркским субстратом или историческими контактами с тюркскими народами — в Поволжье, на Урале, в Западной Сибири. Это говорит о том, что предок носительницы фамилии мог быть выходцем из татарской, башкирской, казахской или другой тюркской среды, но впоследствии обрусел и принял фамилию по русской модели.

В отличие от распространённых фамилий вроде Иванов или Кузнецов, Дуйменова — редкая и локальная. Её уникальность в том, что она сохраняет в основе почти забытое тюркское слово, не перешедшее в массовый русский лексикон. Сравнение с однокоренными фамилиями (например, Дуймагамбетов, Дуйсенов) показывает, что корень «дуй» чаще встречается в казахской и ногайской антропонимии, что сужает круг возможного происхождения предка. Если верить словарю тюркских имен, «Дуймен» могло быть личным именем-пожеланием, данным ребёнку, чтобы он рос в достатке. Таким образом, фамилия Дуйменова не описывает занятие или внешность предка, а скорее отражает социальный статус или надежду его семьи на благополучие.