Фамилия Мухометзьянова — редкий случай, когда в основе лежит не имя, а прозвище, причём с неожиданной смысловой нагрузкой. Она образована от татарского или башкирского мужского имени Мухамметзян (арабское «Мухаммад» + персидское «джан» — «душа»), но с явным искажением: начальное «Мухо-» вместо «Муха-». В русской среде такое написание закрепилось как просторечное, возможно, под влиянием слова «муха» или из-за небрежного произношения. Форма на «-ова» — женская, от мужской Мухометзьянов.

Словообразовательная модель типична для тюркских фамилий, русифицированных суффиксом «-ов». Основа — сложное имя, где «Мухаммет» — имя пророка, а «зян» (джан) — ласкательный компонент, означающий «душа», «близкий». Полный смысл — «душа Мухаммада» или «дорогой, как пророк». Однако в быту такое имя нередко сокращали, и фамилия могла возникнуть от уменьшительной формы вроде Мухомет, что усиливает связь с прозвищем.

По географии фамилия встречается преимущественно в Татарстане и Башкортостане, а также среди татарских диаспор в Поволжье и Урале. В архивных записях XIX века носители часто значились как «мухаммедане» или «татары», что указывает на сословную принадлежность к крестьянам или мещанам. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.

Любопытно, что «Мухометзьянов» могло быть не родовой фамилией, а прозвищем, данным конкретному человеку за религиозное рвение или, наоборот, за ироничное отношение к нему. Вторая версия менее вероятна, но не исключена: в русских говорах «мухомор» и «муха» иногда связывали с чем-то навязчивым, но это скорее народная этимология. Достоверных данных о знаменитых носителях нет, что типично для фамилий, не попавших в энциклопедии.