Фамилия Кельмамедов — наглядный пример того, как русский суффикс прирастает к восточному имени, образуя привычную для русского уха фамилию. Её основа — тюркское составное имя Кельмамед, где первая часть «кель» восходит к глаголу со значением «приходить, прибывать», а вторая — к имени Мухаммед (Мамед — одна из распространённых народных форм). Таким образом, имя Кельмамед можно истолковать как «пришедший (рождённый) от Мухаммеда» или «явившийся с именем Мухаммеда». В тюркской антропонимии такие имена нередко давали в честь деда или уважаемого предка, подчёркивая преемственность.

Модель образования фамилии — классическая для русского языка: к восточной основе добавили патронимический суффикс -ов. Это значит, что Кельмамедовы — потомки человека по имени Кельмамед. В среде азербайджанцев, туркмен и народов Дагестана, где подобные имена были распространены, фамилии на -ов начали массово закрепляться в XIX–XX веках, при советской паспортизации. Поэтому географически фамилия тяготеет к Закавказью и Средней Азии, особенно к Туркменистану и Азербайджану.

Интересная деталь — в русском языке фамилия сохранила тюркское ударение на последнем слоге основы: Кельмаме́дов. Это отличает её от многих русифицированных фамилий, где ударение смещается на суффикс. Что касается социального контекста: носители фамилии, скорее всего, происходят из крестьянской или ремесленной среды — в мусульманских регионах Российской империи фамилии на -ов получали все слои населения без сословных привилегий, в отличие от дворянских -ских.

Редкость фамилии в том, что двойное имя Кельмамед не так часто становилось основой для фамилии, как, скажем, просто Мамедов. Это указывает на то, что предок-основатель был заметной фигурой в своём роду — его называли полным именем, а не уменьшительным, и это закрепилось в документах.