Фамилия Мамедова образована от мужского имени Мамед — одной из самых распространённых в тюркских языках диалектных форм имени Мухаммад. С арабского «Мухаммад» переводится как «восхваляемый, прославляемый». В основе фамилии лежит не полное, а сокращённое, обиходное имя, которое в быту звучало проще и короче, чем каноническое. Именно такие «домашние» варианты — Мамед, Мамет, Мамат — чаще всего и становились основой для фамилий в Азербайджане, Дагестане, среди крымских татар и других тюркских народов.

Суффикс -ов/-ева указывает на модель образования по отчеству: «Мамедова» буквально означает «дочь (или жена) Мамеда». В русской паспортной системе фамилия закрепилась в женской форме, хотя исходная мужская — Мамедов.

Фамилия не связана с каким-то одним народом: её носители встречаются у азербайджанцев, лезгин, татов, курдов и многих других. Из-за широкой географии у неё нет единственного «родового гнезда» — она рассыпана по всему постсоветскому пространству. В России самая высокая концентрация Мамедовых традиционно приходится на Дагестан и Азербайджан, хотя после миграционных волн XX–XXI веков фамилия встречается в любом регионе.

Известный носитель фамилии — Таир Намикович Мамедов (род. 1981), российский киноактёр, телеведущий и экс-резидент Comedy Club. Его пример показывает, что фамилия давно перестала быть маркером исключительно восточного происхождения и стала частью общероссийского культурного поля.