Фамилия Гурдюмова — женская форма от мужской Гурдюмов. В её основе лежит прозвище или неканоническое имя Гурдюм, которое, скорее всего, имеет тюркские корни. Слово «гурдюм» в тюркских языках (например, в казахском или киргизском) означает «горло», «глотка», «кадык». Прозвище могли дать человеку с характерной особенностью строения шеи, громким голосом или же тому, кто много и жадно ел — «глотка» в переносном смысле.

Менее вероятна, но возможна версия, связывающая основу с тюркским «гурд» — «волк» (откуда, например, имя Курт). В этом случае «гурдюм» могло быть сложением с уменьшительным аффиксом, что дало бы значение «волчонок» или «волчишко». Однако первое объяснение — через «горло» — встречается в ономастических работах чаще и выглядит более прозрачным.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий, возникших в зонах активных контактов с тюркским населением (Поволжье, Приуралье, юг России). Суффикс -ов/-ев указывает на принадлежность: «Гурдюмов» — сын Гурдюма. Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или мещанская, поскольку образована от простонародного прозвища, а не от крестильного имени.

В написании фамилии обращает на себя внимание буква «ю» после «д». Это не опечатка: в тюркских языках звук [ү] (огубленный гласный переднего ряда) часто передаётся на русский как «ю». Поэтому фамилия звучит мягче, чем могла бы быть при буквальном заимствовании (сравните с гипотетическим «Гурдумов»).

География бытования фамилии неширокая. Встречается в основном в Оренбургской области, Башкортостане, Татарстане, реже — в центральных регионах России. Это подтверждает её связь с тюркоязычной средой: предки носителей фамилии, вероятно, были башкирами, татарами или казахами, перешедшими на русский язык, или же русскими, жившими в окружении тюркских народов и получившими тюркское прозвище.