Фамилия Хатламаджиев — редкий случай, когда основа не славянская, а тюркская, а суффикс — русский. Это типичная «гибридная» фамилия, которая появилась в результате межэтнических контактов, скорее всего, на Северном Кавказе или в Закавказье, где русская администрация оформляла местные прозвища по привычной модели на -ов/-ев.

Корень «Хатламаджи» восходит к тюркскому слову «хатлама» — так называют слоёную лепёшку, выпечку из пресного теста, распространённую у многих народов (ногайцев, кумыков, крымских татар, турок). Суффикс «-джи» в тюркских языках обозначает профессию или род занятий: хатламаджи — это «тот, кто печёт хатламу», то есть хлебник, пекарь, торговец лепёшками. Таким образом, прозвище Хатламаджи мог получить человек, который пёк и продавал эту выпечку.

Фамилия, скорее всего, сложилась в XIX — начале XX века, когда на Кавказе и в южных губерниях России фиксировали фамилии по отцовскому прозвищу. Если отца звали Хатламаджи (по ремеслу), то его дети становились Хатламаджиевыми. Окончание -ев, а не -ов, указывает на мягкую основу (на -ий или -и), что типично для фамилий, образованных от тюркских слов.

Географически фамилия встречается в основном среди народов Дагестана, Чечни, а также у астраханских ногайцев и ставропольских туркмен. Встречаются варианты написания: Хатламаджиев и Хатламаджиян (с армянским суффиксом), что подтверждает полиэтничную среду происхождения.

Сословная принадлежность носителей, скорее всего, была крестьянской или ремесленной — никаких дворянских корней у фамилии нет. Известных исторических деятелей с такой фамилией не зафиксировано, что тоже говорит о её бытовом, «низовом» происхождении.