Фамилия Дюльмезов — редкий пример, когда русская фамилия могла образоваться от чешской основы. Исходное прозвище Дюльмез, скорее всего, составлено из двух чешских слов: důl (шахта, рудник) и mez (граница, межа). Так могли назвать человека, жившего на границе шахтерского поселка или у рудничной межи. Не исключено, что прозвище было профессиональным и указывало на рудокопа: в таком случае основатель рода Дюльмезовых работал в шахте или жил при руднике.

Фамилия образована по стандартной русской модели — с помощью патронимического суффикса -ов, который здесь означает «сын Дюльмеза» или «потомок Дюльмеза». Важно, что суффикс -ов, а не, скажем, -ин, указывает на то, что прозвище оканчивалось на твердый согласный. Форма Дюльмезов закрепилась в русской среде, хотя исходное прозвище — чешское по происхождению. Это говорит о том, что носитель прозвища или его дети могли переселиться на русскую территорию из Чехии или из районов, где чешское влияние было заметным (например, из Западной Украины или Польши).

Встречаемость фамилии крайне низкая. По данным открытых источников, Дюльмезовы живут в основном на юге России — в Краснодарском крае и Ростовской области. Возможно, это следствие переселений XIX — начала XX века. В чешской среде аналогичная фамилия выглядела бы как Дюлмез или Дюлмезова, но в русской записи сохранилась именно мужская форма с -ов.

Однокоренных фамилий в русском языке практически нет, что подтверждает уникальность корня. Если сравнивать с более известными фамилиями той же модели — например, Шахтеров или Рудников, — Дюльмезов стоит особняком, поскольку его основа не переведена на русский, а оставлена в исходном чешском виде. Это редкий случай, когда географическое или профессиональное прозвище не было калькировано, а вошло в русский обиход в звучании оригинала.