Фамилия Мухамедзиева — женская форма фамилии Мухамедзиев, а та, в свою очередь, восходит к арабскому составному имени Мухаммед-Зия. Первая часть, Мухаммед (от араб. «восхваляемый»), — одно из ключевых имён в исламе, имя пророка. Вторая часть, Зия (араб. «свет», «сияние»), часто встречается в мусульманских составных именах. Таким образом, имя Мухамедзиян или Мухамедзи можно перевести как «свет Мухаммеда» или «сияние пророка».

Словообразовательная модель здесь не совсем типична для русских фамилий. Суффикс -ев в фамилии Мухамедзиев (а не -ов) указывает на основу, оканчивающуюся на мягкий согласный или на -й. В данном случае основа — «Мухамедзи» (с конечным -и, которое в произношении может давать мягкий звук). Фамилия образована по русской патронимической модели: «чей?» — «сын Мухамедзи». Это значит, что предок носителя фамилии носил имя или прозвище Мухамедзи (сокращённая форма от полного Мухамедзиян).

В географическом плане фамилия Мухамедзиева (и Мухамедзиев) типична для регионов России с традиционно мусульманским населением: Татарстан, Башкортостан, а также для народов Северного Кавказа (чеченцы, ингуши, народы Дагестана). Встречается она и в Средней Азии, но в русском написании она чаще фиксируется именно у татар и башкир, где составные имена с компонентом «Мухаммед» очень распространены.

Интересная деталь: в отличие от фамилий на -ов/-ев, которые в русском языке склоняются по общим правилам, фамилии на -иев (как Мухамедзиев) иногда вызывают путаницу в склонении. Но по нормам русского языка они склоняются так же, как и все фамилии на согласный: Мухамедзиева, Мухамедзиеву и т.д. Исходное имя-основа довольно редкое: полная форма Мухамедзиян встречается нечасто, а её сокращение Мухамедзи — ещё реже, что делает фамилию узнаваемой, но не массовой.