Фамилия Гильметов — яркий пример того, как в русской фамилии сохранилось имя из другой культурной традиции. Её основа — тюркское (скорее всего, татарское или башкирское) личное имя Гильмет, которое, в свою очередь, восходит к арабскому «Гильметдин» или «Гильмитдин». В переводе с арабского это означает «знание веры» или «наука религии» (от «гильм» — знание, наука и «дин» — вера, религия). Таким образом, имя Гильмет — это сокращённая, обиходная форма сложносоставного теофорного имени, которое давали с пожеланием ребёнку быть учёным, сведущим в делах веры.

Модель образования фамилии — стандартная для русского языка, но с ярко выраженным «восточным» следом. К тюркскому имени Гильмет добавили русский патронимический суффикс -ов. Это типичный способ русификации нерусских имён в XIX–XX веках: фамилия буквально означает «сын Гильмета» или «потомок Гильмета». Если бы фамилия оформлялась по татарской модели, она звучала бы как Гильметов — с тем же суффиксом, но в тюркской огласовке. В русском варианте суффикс -ов закрепился, когда предки носителя фамилии перешли на русский язык в официальном делопроизводстве.

Скорее всего, предки Гильметовых были либо служилыми татарами, либо крестьянами-мусульманами из Поволжья или Приуралья. Фамилия распространена в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях. Интересная деталь: в дореволюционных метрических книгах фамилию могли записывать через «е» — Гильметов, но в тюркских языках корень произносится твёрже, почти как «Гильмәтов». На письме это иногда отражалось как Гильмятов, хотя современный стандарт закрепил форму с «е».

В отличие от многих фамилий, образованных от арабских корней через тюркское посредничество (например, Ахметов, Насыров), у Гильметова есть редкая особенность: основа имени почти не встречается в чистом виде как самостоятельное имя за пределами фамилии. То есть имя Гильмет сейчас — это архаизм, сохранившийся именно в фамильном варианте.