Фамилия Мухаметгасимов — одна из тех, где разбор начинается не с суффикса, а с полного арабского имени, превращённого в родовое прозвище. Основа здесь — сложное мужское имя Мухаметгасим, которое в русской бытовой записи слилось в одно слово. Первая часть, «Мухамет», — это адаптированная форма имени пророка Мухаммеда (в тюркском произношении «Мухамет»), вторая — «Гасим», арабское имя, означающее «распределяющий», «делящий». Соединение двух имён в одно — характерная черта мусульманских традиций Поволжья и Приуралья, где таким образом усиливали благословение: ребёнок получал двойное покровительство.

Суффикс -ов указывает на русскую модель образования фамилий, но не на русское происхождение носителей. В XIX — начале XX века, когда татары и башкиры получали фамилии по отцу, к имени отца добавляли именно этот суффикс: Мухаметгасимов — буквально «сын Мухаметгасима». Такая форма закрепилась в метрических книгах и переписях, особенно в Казанской, Уфимской и Оренбургской губерниях, где жило много тюркоязычного населения.

Менее вероятная версия — что фамилия произошла от прозвища, а не от имени. В редких случаях «Мухаметгасим» могло быть не именем, а характеристикой человека, который, например, отличался щедростью (от арабского «касим» — «делящий»). Но для татарских и башкирских фамилий типичнее именно патронимическая модель, поэтому версия с личным именем надёжнее.

В написании фамилии встречается вариант с одной «с» — Мухаметгасимов, но реже. Двойная «с» в середине («Гасимов» вместо «Гасим») — следствие русской орфографической нормы, которая не всегда точно передаёт арабскую фонетику. Встречаются и однокоренные фамилии: Мухаметгалимов, Мухаметгарипов, где вторая часть имени меняется.

Сословно фамилия не привязана к дворянству или купечеству — её носителями были в основном крестьяне и мещане из татарских и башкирских селений. По данным переписей конца XIX века, Мухаметгасимовы встречались в Чистопольском уезде Казанской губернии и в Белебеевском уезде Уфимской, что подтверждает региональную привязку к Волго-Уральскому региону.