Фамилия Гюльметов — редкий случай, когда тюркский корень соединился с русским патронимическим суффиксом, но при этом сохранил почти неизменным исходное мусульманское имя. Основа здесь — мужское личное имя Гюльмет, которое распространено у народов Кавказа и Поволжья, особенно у азербайджанцев, лезгин и татов. Имя это составное: «гюль» (цветок, роза) и «мет» (сокращение от «Мамед» или «Мухаммед»). Получается «цветок Мухаммеда» или «роза пророка» — типичный для исламской ономастики образ, где красота соединяется с религиозным почитанием.

Суффикс «-ов» в фамилии указывает на то, что её носители — выходцы из среды, где фамилии оформляли по русскому образцу: обычно это происходило в XIX — начале XX века при переписях или при получении паспортов. Такой способ словообразования характерен для тюркских и кавказских народов, живших в составе Российской империи: к местному имени просто добавляли русское окончание, обозначающее принадлежность («чей?» — Гюльметов, то есть сын Гюльмета).

Географически фамилия тяготеет к Дагестану и Азербайджану, встречается также среди татар и ногайцев. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках она почти не фиксируется — это говорит о том, что фамилия в основном сложилась уже в советское время, когда паспортизация закрепила за семьями единую форму. Родственными по корню можно считать фамилии Гюльмамедов, Гюльахмедов, Гюльметов — все они построены по той же модели «гюль + имя пророка или святого».

Сословная принадлежность предков вряд ли была высокой: носители фамилии изначально относились к крестьянам или ремесленникам, реже — к сельским муллам. Никаких известных дворянских родов с этой фамилией не зафиксировано. Споров о происхождении корня почти не возникает — прозрачная тюркская этимология не оставляет места для альтернативных версий.