Фамилия Мухаметалимов — это развёрнутая патронимическая конструкция, типичная для тюрко-мусульманской традиции Поволжья и Приуралья. Её основа — арабское имя Мухаметали (вариант Мухаммадали), которое составлено из двух частей: «Мухаммад» (восхваляемый, имя пророка) и «Али» (возвышенный, имя четвёртого халифа). В русской среде такое имя осмысляли как двойное, подчёркивающее святость и достоинство.

Обратите внимание на суффикс. Фамилия образована по русской модели: к основе добавили суффикс -ов, что значит «сын» или «потомок». Но в отличие от фамилий вроде Иванов, где суффикс крепится прямо к имени, здесь есть вставка -им-: Мухаметалим-ов. Этот элемент, вероятно, восходит к татарской или башкирской притяжательной форме имени (Мухаметалим — «его/принадлежащий Мухаметали»). Такая гибридная форма — когда тюркский посессивный аффикс соединяется с русским родовым окончанием — встречается у фамилий татарских мурз и духовенства.

Географически фамилия плотно привязана к Башкортостану, Татарстану и прилегающим областям (Оренбургская, Челябинская). Носители — в основном потомки служилых татар, тептярей или башкир, которые в XVIII–XIX веках получали фамилии при переписях и воинском учёте. Отличие от однокоренных фамилий вроде Мухаметов или Алимов в том, что здесь закрепилось полное составное имя, а не его части по отдельности, что говорит о более поздней и осознанной фиксации.

Если говорить о социальном контексте, то в среде казанских татар и башкир двойные имена с «Мухаммад» и «Али» давали в семьях, стремившихся подчеркнуть религиозную учёность или принадлежность к сословию мулл. Впрочем, для точного вывода по конкретной ветви нужны метрические книги — фамилия могла возникнуть и у простого крестьянина, записанного по отцу.