Фамилия Мухамеева — женская форма мужской фамилии Мухамеев, а её основа уходит корнями в арабское имя Мухаммад. В русской бытовой традиции восточные имена нередко усекали или адаптировали на слух: так имя Мухаммад (в переводе «восхваляемый», «прославляемый») превращалось в Мухамей, Мухамет, а иногда и в более простое Мухам. Суффикс -ев указывает на типичную модель образования русских фамилий от имени или прозвища отца. То есть Мухамеев буквально означает «сын Мухамея» (или «потомок Мухамея»), где Мухамей — это народная, русифицированная форма канонического имени.

Интересна география фамилии: Мухамеевы встречаются в основном в Поволжье и на Урале, особенно среди татар и башкир. Это не случайно — у тюркских народов региона имя Мухаммад (в местном произношении Мөхәммәт) было одним из самых распространённых, а при переходе в русскую документацию возникали разные варианты написания. Форма Мухамеев, с окончанием -еев вместо более привычного для тюркских фамилий -ов, подсказывает, что адаптация шла через устную речь: писарь записывал фамилию так, как слышал от носителя.

Словообразовательно фамилия стоит в одном ряду с более частыми Мухаметов, Мухамадеев, Мухамедшин. Но Мухамеев — более редкий вариант, который мог закрепиться в конкретном селе или роду. Поскольку имя Мухаммад несло религиозный смысл (пророк ислама), предки носителя фамилии, скорее всего, были мусульманами. В сословном плане Мухамеевы могли быть как крестьянами, так и служилыми людьми — например, ясачными татарами, которые несли повинности в пользу государства.

Встречается и другая, менее вероятная версия: что основа фамилии — не арабское имя, а тюркское прозвище «мухамей» (от «муха» — печать, клеймо). Но она слабо подтверждается источниками: прозвищ с таким значением в ономастике почти нет, тогда как антропонимическая модель «имя + суффикс» для фамилий этого типа — основная. Поэтому арабское происхождение выглядит убедительнее.