Фамилия Мухамедзиев — яркий пример того, как исламская ономастика вписалась в русскую словообразовательную модель. В основе лежит арабское имя Мухаммед (восхваляемый, достохвальный), но не напрямую, а через его тюркскую или персидскую форму с аффиксом -зи. Этот элемент — искажённое персидское «задэ» (сын), которое в тюркских языках нередко редуцируется до -зи или -за. Получается, что Мухамедзий — это «сын Мухаммеда», а Мухамедзиев, соответственно, «принадлежащий к роду потомков Мухаммеда». Русский суффикс -ев здесь стандартно оформляет фамилию по патронимическому типу, как Иванов или Петров, только основа оказывается не славянской, а восточной.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Уралу — регионам, где исторически сложились компактные группы татар и башкир. В этих культурах имя Мухаммед и его производные (Мухамет, Мухамед) чрезвычайно распространены из-за почитания пророка ислама. Однако форма Мухамедзий встречается реже, чем, скажем, Мухаметшин или Мухамедов. Это указывает на то, что предок носителя фамилии, вероятно, был не просто Мухаммедом, а именно «сыном Мухаммеда» — то есть фамилия могла закрепиться за человеком, чей отец носил это имя, и так выделяла его среди других односельчан.

Интересно, что в русской письменности фамилия претерпела характерную адаптацию. В татарском языке звук [х] в начале слова произносится мягче, чем в русском, а конечный звук в основе мог передаваться по-разному. Варианты Мухаметзиев, Мухамедзянов, Мухаметзянов — это однокоренные «родственники», различающиеся огласовкой и диалектными особенностями. Фамилия Мухамедзиев, с твёрдым «д» и чётким «зи», скорее всего, оформилась уже на русской почве в официальных документах XIX — начала XX века, когда запись имён унифицировалась.

Сословно предки Мухамедзиевых, скорее всего, относились к государственным или ясачным крестьянам, реже — к торговцам или служилым татарам. Дворянских родов с такой фамилией в дореволюционных родословных книгах не зафиксировано, что типично для фамилий, образованных от простонародных патронимов. Фамилия не редкая, но и не массовая — её носители встречаются в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области, а также в среде татарской диаспоры в Средней Азии.