Фамилия Молдраимова — редкий случай, когда в основе лежит не русское слово, а сложное имя, пришедшее из тюркской традиции. Её разбор сразу подсказывает, что перед нами не крестьянская фамилия из центральной России, а фамилия, корни которой уходят в Поволжье, Приуралье или Среднюю Азию.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: основа «Молдраим» плюс типичный русский патронимический суффикс -ов, который в женском роде даёт окончание -а. Мужской вариант фамилии — Молдраимов. Суффикс -ов указывает на то, что фамилия формировалась по русскому образцу: «чей?» — «Молдраимов», то есть сын (или потомок) человека по имени или прозвищу Молдраим.

Сама основа «Молдраим» — это, скорее всего, сложное имя. Первая часть «молд» восходит к тюркскому «молда» (или «мулла») — духовное лицо, грамотей, учитель в мусульманских общинах. Вторая часть «раим» — это арабское имя Рахим (милостивый, один из эпитетов Аллаха) в тюркской огласовке. Таким образом, имя Молдраим (Мулларахим) буквально означало «милостивый мулла» или «учёный, подобный Рахиму». Это характерное для татар, башкир, казахов составное имя, где к религиозному титулу добавляли имя одного из пророков или атрибутов Бога.

Фамилия Молдраимова могла появиться в среде татарского или башкирского духовенства. В XIX — начале XX века, когда у тюркских народов начался массовый переход к русским фамилиям, сыновей муллы часто записывали именно так — по имени отца. Если предок носил почётное имя Молдраим, его потомки автоматически становились Молдраимовыми. Встречается фамилия и у казахов, хотя там чаще используют суффикс -улы/-кызы, но под влиянием русской администрации могли записать и по-русски.

Географически фамилия привязана к регионам, где сильно влияние татарской и башкирской культуры: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская, Челябинская области. Встречается она и в Узбекистане, Казахстане, но там её носители — чаще всего потомки переселенцев или люди, чьи предки получили фамилию в советское время при паспортизации.

Написание фамилии устойчивое: двойное «м» в корне («молд» + «раим») сохраняется, ударение, скорее всего, падает на второй слог — Молдра́имова. Вариант с одной «м» (Молраимова) возможен, но встречается реже и считается искажением, возникшим при упрощении написания в документах.