Фамилия Гульмамедов — яркий пример того, как русская модель фамилии на -ов скрещивается с восточным личным именем. Её основа — мужское имя Гульмамед, которое представляет собой стяжённую форму от более полного Гюльмамед. В этом имени соединены два корня: «гюль» (цветок, роза) и «Мамед» — тюркская и кавказская версия арабского имени Мухаммад (прославленный, достохвальный). Таким образом, имя Гульмамед можно перевести как «цветок Мухаммада» или «роза Пророка» — красивое и почтительное именование, распространённое в Азербайджане, Дагестане и среди тюркских народов Кавказа.

Суффикс -ов указывает на то, что фамилия оформлялась в русской административной среде: при переписях и в документах сына записывали как «Гульмамедов» — то есть «сын Гульмамеда». По тому же принципу образованы фамилии Гюльмамедов, Гюльахмедов, Мамедов. В самой Азербайджане и в Дагестане фамилия нередко бытует в варианте Гюльмамедов — через «ю», что ближе к исходному произношению. Но в русских паспортах и записях частотнее встречается форма с «у»: Гульмамедов.

Географически фамилия привязана преимущественно к Азербайджану, особенно к районам с азербайджанским населением, а также к Дагестану, где живут лезгины и табасараны. В России носители фамилии расселены в основном в Москве, Московской области и крупных городах Поволжья — следствие миграции из Закавказья в советское и постсоветское время.

В ономастике эта фамилия интересна тем, что в её основе лежит не просто арабское имя, а сложносоставное, с поэтическим компонентом «цветок». Это редкий случай, когда личное имя содержит метафору, а не только религиозный смысл. Сословного значения у фамилии нет: её носили и крестьяне, и горожане, и духовные лица — в исламской среде имя Гульмамед не было привилегией какого-то одного слоя.

Если говорить о трудностях, то в русскоязычной среде фамилию иногда путают с тюркской фамилией Гульмухаммедов, но это разные формы: вторая — полная калька имени «цветок Мухаммеда» без сокращения, а первая — результат живого сжатия в устной речи.