Фамилия Магмедов — нечастый случай, когда написание расходится с привычным слуху вариантом. На слух она почти неотличима от фамилии Магомедов, одной из самых распространённых на Кавказе, особенно в Дагестане, Чечне и Ингушетии. Однако буква «е» в корне здесь заменена на «а», и эта замена не случайна, а отражает особенности произношения или записи в документах.

Основа фамилии — мужское имя Магмед, которое является диалектной или упрощённой формой имени Магомед. В свою очередь, Магомед — это арабизированная форма имени пророка Мухаммеда, адаптированная в языках народов Кавказа. Через тюркское и персидское посредничество имя закрепилось в форме «Магомед» (с ударением на последний слог), а в ряде местных говоров звук «о» редуцировался или перешёл в «а» — так появилось произношение «Магмед». При записи в паспортных столах или при переписи эта фонетическая особенность могла закрепиться на письме.

Суффикс -ов — стандартный русский патронимический суффикс, указывающий на принадлежность: «сын Магмеда». Модель образования типична для русифицированных фамилий народов Северного Кавказа, которые в XIX–XX веках получали русские окончания при оформлении документов. Таким образом, Магмедов означает «потомок Магмеда» и ничем не отличается по смыслу от гораздо более массового варианта Магомедов — разница лишь в графике.

Географически фамилия Магмедов тяготеет к Дагестану, где аварский, даргинский и другие языки дают подобные фонетические сдвиги. Встречается она и у азербайджанцев, но там чаще используют форму Мамедов. Носители фамилии — это в основном потомки людей, чьи имена были записаны чиновниками на слух, без строгой орфографической нормы. В советское время, когда фамилии унифицировали, вариант с «а» мог закрепиться в конкретной семье и передаваться дальше.

С точки зрения словообразования, Магмедов — пример того, как региональное произношение побеждает стандартное написание. Филологически корректной считается форма Магомедов (от полного имени), но Магмедов как вариант имеет полное право на существование — он фиксирует живую речь. Если искать однокоренные фамилии, то это Магомедов, Магомедханов, Магомедов-Гусейнов и другие — все они восходят к одному корню, но расходятся в суффиксах и приставках.