Фамилия Мехаметдинова — женская форма от мужской фамилии Мехаметдинов, которая образована от личного имени Мехаметдин. Это сложносоставное имя тюркско-арабского происхождения, распространённое у татар, башкир, а также у народов Кавказа и Средней Азии. Первая часть — «Мехамет» — это диалектный вариант имени Мухаммед (восхваляемый, прославленный). Вторая часть — «дин» — переводится с арабского как «вера», «религия». Таким образом, имя Мехаметдин означает «восхваляющий веру» или «слава религии». Это типичный пример теофорного имени, где имя пророка соединяется с религиозным понятием.

Словообразовательная модель фамилии проста: к основе имени Мехаметдин добавлялся русский патронимический суффикс -ов (в женском варианте -ова). Такая модель в XVI–XIX веках была стандартной для оформления фамилий у крещёных и мусульманских народов Российской империи, когда на русский лад переделывали отчества или родовые имена. Суффикс указывал на принадлежность: «сын Мехаметдина», а позже закрепился как наследственная фамилия.

Географически фамилия Мехаметдиновы наиболее характерна для Татарстана, Башкортостана и Оренбургской области. Встречается она и у казахского народа, но в форме Мехаметдинов — с той же основой, хотя у казахов чаще используется вариант Махаметдинов, что связано с местными фонетическими особенностями. В дореволюционных метрических книгах можно встретить написание через «а» — Махаметдинов, что отражает акающее произношение в некоторых говорах.

Сословная принадлежность носителей фамилии могла быть разной. Среди Мехаметдиновых встречались как крестьяне и ремесленники, так и представители мусульманского духовенства — муллы и муэдзины, поскольку имя Мехаметдин часто давали в семьях, где стремились подчеркнуть религиозность. Однако утверждать, что все носители фамилии происходят из духовного сословия, нельзя: имя было популярным само по себе, без связи с профессиональным статусом.

Однокоренные фамилии — Мухаметдинов, Махаметдинов, Мухамеддинов — различаются лишь огласовкой первой части. Все они восходят к одному и тому же арабскому имени, но закреплённое в паспорте написание часто зависело от грамотности писаря и местных диалектных норм. Фамилия Мехаметдинова — не редкая, но и не массовая, она сохраняет прямую связь с именем, которое до сих пор встречается в мусульманских семьях Поволжья и Приуралья.