Фамилия Гюлметов — редкий случай в русском ономастиконе, где тюркская основа сочетается с русским патронимическим суффиксом -ов. Суффикс указывает на принадлежность: «чей?» — Гюлметов, то есть сын Гюлмета. Сама основа восходит к мужскому личному имени Гюлмет, которое распространено у тюркских народов, особенно у азербайджанцев и турок. Имя составное: первая часть «гюль» (gül) переводится с тюркского как «цветок» или «роза», вторая — «мет» (mət) — скорее всего, сокращение от имени Мухаммед или арабского «махмуд» (хвалимый). Таким образом, Гюлмет дословно означает «цветок Мухаммеда» или «роза хвалимого» — красивое, поэтичное имя, которое давали в честь пророка.

В русской среде фамилия появилась, скорее всего, через межнациональные браки или при переезде носителей из Закавказья или Средней Азии. В отличие от более частых тюркских фамилий на -ов (Алиев, Ибрагимов), Гюлметов сохраняет начальное «Гю-», что выдает его азербайджанские или турецкие корни. В русском языке это сочетание звуков нетипично, поэтому фамилия могла искажаться при записи: встречаются варианты Гюльметов, Гюлмятев, а иногда и Гюльматов.

Сословно предки Гюлметова, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками. Дворянских родов с такой фамилией в Российской империи не зафиксировано. Если искать географическую привязку, то в дореволюционных метрических книгах фамилия изредка встречается среди мусульманского населения Бакинской и Елизаветпольской губерний, а также у татар Поволжья. В современной России носители Гюлметова живут в основном в Дагестане, Чечне и крупных городах — Москве, Санкт-Петербурге, Ростове-на-Дону.

Сравнение с однокоренными фамилиями помогает точнее определить значение. Есть фамилия Гюльмамедов (цветок Мамеда), Гюльахмедов (цветок Ахмеда) — все они строятся по одной модели: тюркское «гюль» + арабское имя + русский суффикс. Гюлметов стоит в этом ряду, и его основа — не прозвище по профессии или внешности, а именно имя, данное при рождении с религиозным смыслом.