Фамилия Мухамедьнова — редкий пример, когда женская форма закрепилась в официальных документах как основная, а мужская (Мухамедьнов) осталась в тени. В русской традиции фамилии на -ов/-ев образуются от мужских имён или прозвищ, и здесь основа — имя Мухамедьян, распространённое у татар и башкир. Это сложное имя: первая часть — «Мухаммед» (араб. «восхваляемый», имя пророка), вторая — «дьян» (искажённое персидское «джан» — «душа»). Получается «душа Мухаммеда» или «верный Мухаммеду». Суффикс -ов в фамилии указывает на принадлежность: «сын Мухамедьяна».

Географически фамилия тяготеет к Волго-Уральскому региону: Башкортостан, Татарстан, Оренбургская область. Там имя Мухамедьян до революции встречалось в метрических книгах местных мусульманских общин. Примечательно, что в русских переписях XIX века имя нередко записывали на слух — как «Мухамедьянов» или «Мухамеджанов». Форма Мухамедьнова могла возникнуть, если в семье не было мужчин, а фамилию передали через вдову или дочь, или если в советских паспортах случайно зафиксировали женский вариант.

Словообразовательная модель проста: корень «мухамедь» + интерфикс «ян» (от «джан») + суффикс принадлежности «ов» + окончание «а». Ударение, скорее всего, на втором слоге: Мухаме́дьнова, хотя в разговорной речи встречается смещение на третий. В отличие от фамилий вроде Мухаметшина или Мухаметзянова, где основа состоит из трёх частей, здесь двухкомпонентное имя, что делает фамилию более компактной.

В дореволюционных списках крестьян и мещан Уфимской губернии Мухамедьяновы числились среди тептярей — одного из тюркских сословий, плативших ясак. Их предки, скорее всего, занимались земледелием или мелкой торговлей, а не принадлежали к духовенству или знати. Сейчас фамилия остаётся малочисленной: по открытым базам данных, в России её носят не более нескольких сотен человек, сосредоточенных в тех же регионах, где она возникла.