Фамилия Мирталибова — женская форма фамилии Мирталибов, которая образована по восточной модели. В её основе лежит сложное имя Мирталиб, где первая часть «Мир» восходит к арабскому «амир» (повелитель, князь) — распространённый компонент в мусульманских составных именах. Вторая часть «Талиб» — арабское имя, означающее «ищущий знания», «студент», «проситель». Ближайшая смысловая параллель — имя Талиб, а также фамилия Талибов. Таким образом, Мирталиб — это «повелитель ищущих» или «князь учащихся», что звучит как почётный титул, а не бытовое прозвище.

Фамилия Мирталибова почти наверняка имеет азербайджанские или дагестанские корни. Суффикс -ов/-ова в таких фамилиях — это русифицированное окончание, которое массово добавляли при паспортизации в XIX–XX веках к тюркским и кавказским именам и прозвищам. В оригинале фамилия могла звучать как Мирталибли (с азербайджанским суффиксом -ли, указывающим на принадлежность к роду или месту), но при записи в российских документах её привели к стандартной форме на -ов.

Интересная деталь: в отличие от многих фамилий на -ов, где основа — простое имя или прозвище, здесь перед нами композит из двух арабских корней. Такие двусоставные имена с «Мир» (Мирза, Мирзоев, Миргаязов) характерны для шиитской среды, особенно для азербайджанцев и некоторых народов Дагестана. Носитель фамилии Мирталибов, скорее всего, происходил из семьи, где ценили образованность или религиозный авторитет — имя Мирталиб давали в честь учёного или духовного лица.

Географически фамилия встречается в Азербайджане, в Дагестане (особенно у лезгин и табасаранцев), а также в среде азербайджанских общин Грузии и Турции. В России она редкая, но не единичная — несколько семей Мирталибовых живут в Москве, Махачкале и в городах Западной Сибири, куда переезжали в советское время. Другие версии происхождения (например, от тюркского «мирталип» в значении «желанный мир») маловероятны, так как не подтверждаются ономастическими данными — арабский корень «талиб» здесь очевиден и хорошо документирован в словарях мусульманских имён.