Фамилия Кутлугалямова — редкий пример тюрко-арабского сплава в русской фамильной системе. Её основа восходит к составному мужскому имени Кутлугалям (Котлогалям, Кутлу-Галям), которое бытовало у татар и башкир. Первая часть — «котлы» или «котлуг» (др.-тюрк. kutlug — «счастливый», «благословенный», «приносящий удачу»). Вторая часть — арабское имя «Галям» (от ‘ālam — «мир», «вселенная»; в мусульманской ономастике одно из имён Аллаха — «Знающий сокровенное»). Таким образом, имя Кутлугалям означало «счастливый мир» или «благословенный вселенной», а в религиозном контексте — «тот, кому даровано счастье знать тайны мира».

Фамилия образована по восточнославянской модели: к основе Кутлугалям добавлен русский суффикс -ов (в женской форме — -ова). Такая модель характерна для фамилий татарских и башкирских мурз, купцов и духовных лиц, которые в XVI–XIX веках входили в состав российского дворянства или купечества. Суффикс указывает на принадлежность к роду: «Кутлугалямов» — буквально «сын (или потомок) Кутлугаляма».

Географически фамилия привязана к Волго-Уральскому региону: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская и Челябинская области. Встречается также у сибирских татар и казахов, принявших русскую фамильную форму. В дореволюционных метрических книгах можно найти варианты написания: Кутлугалямов, Кутлогалямов, Кутлу-Галямов. Двойное ударение в фамилии — на первый слог (Ку́тлугалямова) или на третий (Кутлугаля́мова) — сохраняет родовую традицию.

От этой же основы образованы родственные фамилии: Кутлугулов, Кутлубаев, Кутлуметов, а также более редкие — Кутлугалямовы (с окончанием -ых/-их, что встречается у старообрядцев и крестьян Севера). Но Кутлугалямова стоит особняком: в ней соединены два культурных слоя — тюркский концепт удачи и арабское философское понятие мира, что делает её не просто семейным именем, а своего рода жизненной программой предка.