Фамилия Мехремов — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. Основная версия ведёт к тюркским корням, что подтверждается характерным суффиксом -ов, который в русской среде получили многие нерусские фамилии, адаптированные в XIX–XX веках.

В основе фамилии лежит личное имя или прозвище Мехрем. Скорее всего, оно восходит к арабскому или персидскому слову «мехрем» (محرم), которое имеет два основных значения. Первое — «запретный», «священный», откуда происходит название месяца Мухаррам в исламском календаре. Второе — «близкий человек», «доверенное лицо» (в некоторых тюркских языках это слово означает родственника или члена семьи, которому разрешено находиться в кругу женщин без хиджаба). Какое из значений стало основой для прозвища — сказать трудно, но оба варианта возможны. В первом случае прозвище могли дать человеку, родившемуся в месяц Мухаррам, во втором — указывать на его особый статус или родственную связь.

Суффикс -ев, а не -ов, появился из-за мягкого окончания основы (Мехрем). Такая модель типична для фамилий, образованных от имён на -ь, -й или мягкий согласный. Встречаются варианты написания через «а» — Мехрамов, но это, вероятно, более поздняя русификация или диалектное произношение.

Географически фамилия Мехремов тяготеет к регионам с тюркским и кавказским населением — Татарстан, Башкортостан, Азербайджан, встречается у народов Дагестана. В русских документах XIX века она почти не фиксируется, что говорит о её относительно позднем оформлении — скорее всего, в советское время, когда паспортизация закрепила фамилии в их современном виде.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Мухарямов, Мухаррамов) показывает, что корень «мехрем» мог быть искажён или упрощён в произношении. В некоторых тюркских языках звук «х» в середине слова ослабляется, и «Мухаррам» превращается в «Мехрем». Таким образом, предки носителя фамилии могли быть мусульманами, и их фамилия — не что иное, как отсылка к религиозному календарю или социальному положению.

Точных сведений о сословной принадлежности первых Мехремовых нет, но, судя по типу фамилии, это были крестьяне или горожане, а не дворяне. В дворянские родословные книги такие фамилии не попадали.