Фамилия Джемилова образована от мужского имени Джемил, народной формы арабского имени Джамиль, которое переводится как «красивый». Чередование гласных а/е в корне — результат исторических процессов в языке и влияния диалектов, поэтому такое имя могло закрепиться в разных регионах. Вероятно, родители нарекли им миловидного ребенка, желая тому привлекательной внешности. По другой версии, в основе фамилии лежит турецкое женское имя Джемила, означающее «любезная», но эта гипотеза менее убедительна, так как русские фамилии на -ов/-ев традиционно образовывались от мужских имен (Джемил → Джемилов), а от женских — лишь в исключительных случаях, когда женщина была главой семьи.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: «сын Джемила». Такая модель — самая распространенная в русской ономастике, но для фамилий тюркского происхождения она нетипична. Обычно крымскотатарские или турецкие фамилии оканчиваются на -оглу, -заде или вовсе не имеют суффикса. А здесь мы видим обрусение: имя адаптировали под славянскую словообразовательную схему, что говорит о долгом бытовании рода в русскоязычной среде, вероятно, на юге России или в Крыму.

Словообразовательная модель фамилии — суффиксальная, основа — Джемил. Если опираться на труды Б. Унбегауна, фамилии на -ов от тюркских имен — не редкость, но их география обычно ограничена регионами с плотным смешанным населением (Поволжье, Приуралье, Крым). Для фамилии Джемилова характерно ударение на втором слоге (Дже-ми́-ло-ва), что сохраняет ритмику исходного имени.

Процесс формирования фамилий был длительным, поэтому окончательно говорить о точном месте и времени возникновения рода можно лишь на основании генеалогических исследований. Однако уже сейчас видно: носители фамилии — потомки человека, которого в тюркской среде звали Красивым, а в русских документах записали как Джемила и дали фамилию по отцу.