Фамилия Кульмамиров образована от личного имени Кульмамир, варианта имени Кулмамир. В основе лежат два арабских корня: «кул» и «мамир». Первый корень, «кул», имеет несколько значений: «раб божий», «спутник», «воин». Вторая часть — «мамир» — предположительно восходит к диалектному варианту древнетюркского слова «мэрмэр», которое с арабского переводится как «мрамор». Имя Кульмамир в таком случае означает «мраморный раб божий».

Родители, давая сыну такое имя, могли желать ему здоровья, физической крепости и неуязвимости — свойств, которые в традиционной культуре приписывались мрамору как прочному и долговечному материалу. Потомка человека по имени Кульмамир со временем и стали называть Кульмамировым — по стандартной для русских фамилий модели на -ов, которая указывает на принадлежность («чей?» — Кульмамиров сын).

Словообразовательная модель здесь типична для фамилий, возникших от восточных двусоставных имён: основа (имя Кульмамир) плюс патронимический суффикс -ов. Такое сочетание арабских корней и славянского окончания — частый случай среди фамилий народов Поволжья и Урала, где веками соседствовали тюркские, арабские и славянские языковые традиции.

Сравните с однокоренными фамилиями Кульмаметов, Кульматов или Кульмухаметов — в них повторяется компонент «кул», также восходящий к арабскому «раб» или «слуга». Географически фамилия Кульмамиров встречается преимущественно у татар и башкир, реже — у народов Северного Кавказа, что подтверждает её происхождение из мусульманской антропонимической традиции.