Фамилия Мамежанова — редкий случай, когда географию происхождения можно определить почти наверняка. Скорее всего, её корни ведут в Дагестан или Чечню. Основа фамилии — мужское имя Мамежан, которое представляет собой сложение двух арабско-персидских компонентов: «Мамед» (фонетический вариант имени Мухаммад — «восхваляемый») и «жан» (перс. جان — «душа», «жизнь», «дорогой»). Вместе имя Мамежан можно перевести как «дорогой, как Мухаммад» или «душа, подобная Мухаммаду». Такая модель образования имён (сложение с формантом «жан») характерна для тюркских и кавказских народов, особенно кумыков, аварцев и лезгин.

Суффикс «-ова» указывает на принадлежность к роду: Мамежанова — это «дочь или жена Мамежана». В русской письменной традиции фамилии народов Кавказа часто получали именно такое оформление, когда патроним (имя отца) превращался в фамилию с русским окончанием. Это происходило в XIX–XX веках при оформлении документов и переписи населения.

Любопытная деталь: в отличие от многих фамилий на «-ов», которые в русском языке могут менять ударение, в фамилии Мамежанова ударение почти наверняка падает на предпоследний слог — Мамежа́нова. Это выдает её нерусское происхождение: в тюркских и кавказских языках ударение обычно тяготеет к концу слова, и при адаптации оно сместилось, но не до конца.

Если искать параллели, то в той же модели образования стоят фамилии Мамедов (от Мамед) и более редкие Алижанова, Магомеджанова. Но фамилия Мамежанова стоит особняком: она сохранила не просто имя, а двусоставное имя-пожелание, которое было дано предку, вероятно, в первой половине XX века. Сегодня эта фамилия встречается в основном в Дагестане и среди выходцев из республики в других регионах России.