Фамилия Исамухаметов — яркий пример того, как в русской фамильной модели закрепилось арабское имя через тюркское посредничество. Основа — мужское имя Исамухамет (варианты: Исамухаммед, Исамухамат). Это сложение двух арабских имён: «Иса» (библейский Иисус в исламской традиции, один из пророков) и «Мухамет» (народная форма имени Мухаммед — «восхваляемый», «достохвальный»). Буквально имя означает «Иса и Мухаммед» или «Иса, [подобный] Мухаммеду», что отражает почитание обоих пророков.

Модель образования проста и типична для русских фамилий тюркского происхождения: к основе Исамухамет добавили русский патронимический суффикс -ов. В результате фамилия буквально значит «потомок Исамухамета». Такие фамилии массово возникали у татар, башкир и других народов Поволжья и Приуралья в XIX — начале XX века при переходе к фамилиям по отцу.

Географически фамилия Исамухаметов чаще всего встречается в Башкортостане, Татарстане, Оренбургской и Челябинской областях. Носители — в основном потомки башкир или татар, чей предок носил двусоставное арабо-мусульманское имя. Сословно предки могли быть крестьянами, торговцами или служилыми людьми, но точных статистических данных по сословной принадлежности именно этой фамилии нет — в метрических книгах и ревизских сказках она фиксируется как обычная патронимическая.

Редкость фамилии в том, что она сохранила обе части имени без сокращения, в отличие от более частых форм вроде Исаев или Мухаметов. Полное сложение двух имён в одной основе — показатель того, что имя давалось как цельное, а не как двойное через дефис. В ономастических справочниках по тюркским фамилиям (например, в работах А. Суперанской) подобные конструкции описываются как «сложные антропонимы», где обе части равноправны и несут религиозный смысл.