Фамилия Мердемов — один из тех редких случаев, когда корень слова почти наверняка не славянский, а тюркский. В основе лежит тюркское слово «мердем» или «мертем», которое в разных диалектах означает «человек», «мужчина», «молодец». В османском и азербайджанском языках «mərdim» (مردم) — это именно «человек» или «люди», слово персидского происхождения, прочно вошедшее в тюркскую лексику. Таким образом, исходное прозвище Мердем, от которого образована фамилия, могло означать «человечный», «достойный мужчина» или просто «парень».

Суффикс «-ов» указывает на типичную русскую модель образования фамилий — по отчеству или по принадлежности. Мердемов буквально значит «сын Мердема» или «из рода Мердема». Это говорит о том, что фамилия возникла в среде, где тюркское прозвище попало в русскую официальную систему фамилий: скорее всего, у татар, башкир, ногайцев или других тюркских народов, живших в составе Российской империи. Фамилия закрепилась в период массового присвоения фамилий в XIX веке, когда крестьянам и инородцам давали фамилии по имени отца или по прозвищу.

Географически Мердемовы чаще всего встречаются в Поволжье (Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область) и в Закавказье, особенно среди азербайджанцев. В азербайджанском языке фамилия звучала бы как Мердемли или Мердемзаде, но в русской записи через «-ов» она стала привычной для метрик и паспортов. Интересно, что в некоторых тюркских языках «мердем» имеет оттенок «мужественный» или «щедрый», так что прозвище могло быть дано человеку с яркими положительными качествами.

Редкость фамилии в России (встречается единично в разных регионах) говорит о том, что она не получила широкого распространения через дворянские или купеческие роды, а осталась фамилией простых людей — крестьян, ремесленников, мелких торговцев. В дореволюционных списках она почти не фигурирует, что типично для поздних фамилий тюркского происхождения.

Вариантов написания немного: Мердемов, изредка Мердемов с ударением на первый или второй слог. Встречается также форма Мердемов-оглы (с тюркским компонентом «оглы» — сын), но она архаична. Однокоренных фамилий в русском языке практически нет, что подчёркивает изолированность и специфичность этого корня в славянской среде.