Фамилия Мухамидханова — яркий пример того, как в русской фамилии закрепился полный составной арабский антропоним. Её основа — сложное мужское имя Мухамидхан, которое состоит из двух частей: «Мухамид» (вариант имени Мухаммад, в переводе с арабского — «восхваляемый», «прославляемый») и «хан» (тюркский титул, означающий правителя, владыку). В итоге имя-основа буквально означает «Мухаммад-правитель» или «прославленный хан». Такие двусоставные имена с титулом «хан» в качестве второй части (например, Ахметхан, Гайнутдинхан, Исламхан) были популярны у народов, исповедующих ислам, особенно в Волго-Уральском регионе и в Средней Азии.

Фамилия образована по русской модели: к основе Мухамидхан- добавлен суффикс -ов-, указывающий на принадлежность («чей?»). Суффикс -а в конце — это типичное русское окончание женского рода. Мужской вариант, соответственно, Мухамидханов. С точки зрения словообразования, фамилия Мухамидханова — это притяжательное прилагательное, которое когда-то отвечало на вопрос «Чья ты будешь?» и означало «дочь (или жена) Мухамидхана». Со временем эта форма закрепилась как наследственная фамилия для женщин.

В отличие от многих русских фамилий, которые со временем «русифицировали» сложные восточные имена (например, сокращая их до простой основы), фамилия Мухамидханова сохранила исходное имя почти в полной, нетронутой форме. Это говорит о сравнительно позднем — скорее всего, в XIX–XX веках — официальном закреплении фамилии, когда письменная фиксация уже не допускала сильного искажения. Предки носителей фамилии, вероятнее всего, были мусульманами из татарской, башкирской или казахской среды, где имя Мухамидхан давалось в честь уважаемого предка или религиозного деятеля.

Сама фамилия — редкая. Её носители, скорее всего, сосредоточены в Поволжье (Татарстан, Башкортостан), в Средней Азии (Казахстан, Узбекистан) или в крупных российских городах, куда мигрировали в XX веке. Встречаемость её настолько невысока, что она почти не фигурирует в статистических справочниках и ономастических словарях, посвящённых массовым фамилиям.