Фамилия Мамедалина — редкий пример фамилии, образованной от полного арабского имени с помощью русского патронимического суффикса. В её основе лежит мужское имя Мамедали, которое представляет собой сращение двух компонентов: «Мамед» (народная форма имени Мухаммад) и «Али» (имя зятя пророка, четвёртого халифа). В тюркской и кавказской ономастике такие двусоставные имена (например, Мамед-Гасан, Али-Мамед) были распространены как знак почитания сразу двух священных для ислама фигур.

Фамилия заканчивается на -ина, что указывает на её происхождение от женской формы прозвища или, что вероятнее, от имени матери. В русской модели фамилий на -ин обычно означают принадлежность («чей?»): Мамедалина — «дочь (или жена) Мамедалина». Однако в данном случае, учитывая восточное происхождение, фамилия могла быть зафиксирована как русифицированный вариант отчества от имени Мамедали, где суффикс -ин добавили по аналогии с русскими фамилиями (как Ильин от Илья, Фомин от Фома).

Географически фамилия тяготеет к регионам с азербайджанским или дагестанским населением, где имя Мамедали встречается чаще всего. В Азербайджане и среди горских евреев Кавказа известна фамилия Мамедалиев (с тюркским суффиксом -ев), а форма на -ина могла закрепиться у русскоязычных носителей при записи в метриках или при миграции. Встречается она редко: по базам данных, в России фамилию носят единицы, в основном на юге страны.

Ономастический словарь Б. Унбегауна не фиксирует эту фамилию, что неудивительно: она относится к поздним и локальным образованиям. Вероятно, предки носителя фамилии были мусульманами, принявшими русскую фамильную модель в XIX — начале XX века при переписях или получении паспортов. Альтернативная версия — фамилия могла возникнуть как матроним (по имени матери), если женщина по имени Мамедалина (гипотетическая женская форма от Мамедали) была главой семьи, но это менее вероятно из-за редкости женских имён с такой конструкцией.