Фамилия Гюлахмедова — редкий случай, когда азербайджанская модель образования фамилии соединилась с русским патронимическим суффиксом. Основа — мужское имя Гюльахмед, которое состоит из двух тюркско-персидских элементов: «гюль» (цветок, роза) и «Ахмед» (арабское имя, означающее «достойный похвалы», один из эпитетов пророка Мухаммеда). Буквально имя Гюльахмед можно перевести как «цветок Ахмеда» или «прекрасный, как цветок, Ахмед». В мусульманских культурах такие составные имена с компонентом «гюль» были распространены: Гюльнара, Гюльмира, Гюльсум. Имя Гюльахмед давали мальчикам, желая подчеркнуть красоту и благодать, связанную с именем пророка.

Сама фамилия образована по классическому для русского языка шаблону: к основе Гюлахмед добавили суффикс -ов, а затем женское окончание -а. В русской традиции фамилии на -ов/-ев обычно закрепляли за потомками мужчины, носившего это прозвище или имя. Однако в случае с тюркскими и кавказскими фамилиями суффикс -ов часто механически добавляли при русификации документов в XIX–XX веках. То есть первоначальная азербайджанская или дагестанская фамилия могла звучать как Гюлахмедли, Гюлахмедзаде или просто Гюлахмедов, а форма Гюлахмедова — это либо закреплённая в паспорте женская версия (для дочери или жены), либо фамилия, которую дали всей семье в женском роде из-за ошибки писаря.

Географически фамилия Гюлахмедова почти наверняка указывает на азербайджанские или лезгинские корни. В Азербайджане и в южном Дагестане (особенно в Дербентском, Магарамкентском, Ахтынском районах) имена с «гюль» встречаются часто. Носители фамилии могли быть выходцами из села, где жил уважаемый человек по имени Гюльахмед — его потомки и получили такую фамилию. Социальный статус предков, скорее всего, был крестьянским или ремесленным: в этих регионах фамилии часто фиксировали не сословие, а принадлежность к роду, а имя предка становилось родовым прозвищем.

В русском языке фамилия сохраняет ударение на втором слоге: Гюлахмедова (от Гюльахмед). При склонении она ведёт себя как обычное притяжательное прилагательное: Гюлахмедовой, Гюлахмедову. Встречаются варианты написания через дефис (Гюль-Ахмедова) или с одной «л» (Гюлахмедова), но форма с «ю» и «х» устойчива. Это не исконно русская фамилия, а яркий пример того, как исламская ономастика вписалась в русскую паспортную систему, сохранив при этом восточную поэтичность основы.