Фамилия Мамедлинская — случай, когда женская форма фамилии почти наверняка скрывает мужской вариант Мамедлинский, а тот, в свою очередь, образован от топонима. Сама основа «Мамед» — это одна из разговорных или диалектных форм мусульманского имени Мамед, которое является просторечным вариантом имени Мухаммед (в тюркских и кавказских языках звук «х» часто выпадает, а «м» удваивается). Таким образом, в основе фамилии лежит личное имя Мамед, широко распространённое у азербайджанцев, турок, крымских татар и народов Дагестана.

Ключевой элемент — суффикс «-линск(ий)». В русской ономастике фамилии на «-ский» (и «-цкий») традиционно указывают на происхождение из определённого места: села, города, усадьбы. Формант «-лин-» здесь, скорее всего, входит в состав названия населённого пункта. Можно предположить, что существовало или существует село (или аул) с названием вроде Мамедлы, Мамедли или Мамедлин. В Закавказье и на Северном Кавказе много топонимов с таким корнем: например, село Мамедли в Азербайджане, Мамедкала в Дагестане. Житель такого села получал прозвание «Мамедлинский», то есть «родом из Мамедлы».

Фамилия Мамедлинская — редкая и поздняя по времени возникновения. Она не могла появиться раньше, чем в XIX веке, когда на окраинах Российской империи начали массово закреплять фамилии за разными сословиями, в том числе за мусульманским духовенством, купечеством или выходцами из местной знати. Суффикс «-ский» в таких фамилиях часто носил книжный, официальный характер — так записывали в метриках и ревизских сказках тех, кто переезжал в города или поступал на службу. Поэтому носительницы фамилии Мамедлинская — потомки человека, которого либо записали по месту его рождения, либо дали фамилию в честь родового селения.

Стоит добавить, что ударение, скорее всего, падает на второй слог: Маме́длинская, хотя в устной речи возможны варианты. Это типичная «географическая» фамилия азербайджанского или дагестанского происхождения, которая в русском языке получила типично русское фамильное окончание, характерное для дворянского и разночинского сословия. Других версий — от прозвища или профессии — для этой фамилии нет: корень однозначно указывает на имя, а суффикс — на место.