Фамилия Мамедоа — очень редкий случай в русском ономастиконе. Её происхождение напрямую связано с восточным именем Мамед, которое является одной из народных форм имени Мухаммед (Магомед). Носителей такой фамилии в исконно русской среде практически нет, и это не случайно.

Ключевая особенность — необычное окончание «-оа». В русском языке стандартные фамильные суффиксы — это -ов/-ев, -ин, -ский. Окончание «-оа» для русской фамилии нетипично. Скорее всего, перед нами фамилия, зафиксированная в форме, близкой к исходному азербайджанскому или тюркскому произношению. В тюркских языках (особенно в азербайджанском) фамилии часто образуются с помощью аффикса принадлежности или просто путём присоединения окончания, которое на слух воспринимается как «-оа» или «-оглы» (в значении «сын»). Однако «-оа» в данном случае может быть результатом адаптации на письме другого окончания, например, «-заде» (потомок) или искажённого «-оглу».

По модели образования фамилия Мамедоа — это патроним, то есть «сын Мамеда». Человек с такой фамилией, скорее всего, потомок выходца из Закавказья (Азербайджан, Дагестан) или Средней Азии, где имя Мамед (Магомед) было одним из самых распространённых. Первым носителем мог быть человек по имени Мамед, а его детей или внуков уже стали записывать как «Мамедоа» — то есть «принадлежащие Мамеду».

Других версий, связывающих эту фамилию с русским или славянским корнем, не существует. В дореволюционных списках российских фамилий она не встречается — это относительно позднее образование, закрепившееся в документах советского периода, когда представители восточных народов получали паспорта. Любые попытки вывести её из древнерусского прозвища или географического названия будут искусственными.