Фамилия Мамиленов образована от казахского имени Мамилен — диалектной формы арабского мужского имени Мамил. В основе этого имени лежит слово «мамил», которым называют священного верблюда. По преданию, именно так звали верблюда, на котором путешествовал пророк Мухаммед и которого использовали для отправки царских даров в Мекку. В азиатских культурах верблюд — символ выносливости, настойчивости и неприхотливости, поэтому, называя сына Мамиленом, родители желали ему вырасти сильным мужчиной, способным переносить любые трудности.

Фамилия Мамиленов — яркий пример того, как после принятия буддизма и христианства некоторыми монголо-тюркскими народами их ономастикон впитал имена арабского, тибетского, санскритского, а также греческого и латинского происхождения. В данном случае тюркская основа соединилась с арабским корнем, а русский суффикс -ов оформил фамилию по стандартной модели, означающей «принадлежащий к роду Мамилена». Это одна из тех фамилий, где за привычным русским окончанием скрывается редкое восточное прозвище, связанное с культовым животным и кочевым бытом.