Фамилия Маметкулова образована от мужского имени Маметкул, которое в тюркской среде складывалось из двух частей: «мамет» (народная форма имени Мухаммад) и «кул» (раб, слуга, часто в значении «раб Божий»). Полное имя-композит означало «слуга Мухаммада» или «раб Пророка» — типичная для исламского мира модель благочестивого имени, где человек подчёркивал свою религиозную покорность.

Носительница фамилии Маметкулова — женщина, а её мужской вариант — Маметкулов. Суффикс -ов указывает на русскую модель оформления фамилий, которая закрепилась в среде тюркских народов после вхождения их земель в состав Российской империи. В XIX веке, при переписях и паспортизации, тюркские имена и прозвища часто русифицировали, добавляя к ним -ов или -ев. Таким образом, предок по мужской линии, вероятно, носил имя Маметкул, а его потомки стали Маметкуловыми.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где традиционно проживают башкиры и татары, а также встречается у казахов. У башкир имя Маметкул фиксируется в родословных записях XIX века. Встречается и вариант Маметкулова в женском роде, что характерно для русской грамматики, но сама фамилия остаётся тюркской по корням. Есть редкая возможность, что в основе лежало не имя, а прозвище Маметкул — так могли называть религиозного человека или того, кто служил при мечети, но эта версия менее вероятна: прозвища реже давали по столь формальной модели.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: корень «мамет-» (фонетический вариант «мухаммад»), соединительная гласная «-и-» (в тюркской конструкции она не обязательна, но в русской записи закрепилась), второй корень «-кул-» и фамильный суффикс «-ов(а)». Встречаются однокоренные фамилии Маметов, Маметкулов, Кулов, но Маметкулова выделяется именно двухкорневой основой, что указывает на составное имя предка. В отличие от простых фамилий от имени Мамет, здесь зафиксирована полная форма, что может говорить о более поздней фиксации или о стремлении сохранить точное имя в документах.