Фамилия Мухорьямова — редкая и нестандартная по своему строению. В её основе лежит прозвище или мирское имя, а не церковное календарное. Корень «мухор» в русских говорах имел несколько значений: так называли невзрачного, худого человека («мухор» — замухрышка, хилый), а также мелкую породу лошадей — мухортая, то есть низкорослая, невидная. Вторая часть фамилии — «-рям» — скорее всего, диалектное или искажённое слово. Возможно, это вариант слова «рям» (топкое место, болото, поросшее лесом) или суффиксальное наращение, характерное для прозвищ в некоторых регионах (ср. Мухоря, Мухорь). Фамилия образована по модели притяжательного прилагательного с суффиксом -ов-: Мухорьям → Мухорьямов → Мухорьямова. Суффикс -ов/-ев указывает на принадлежность «чей?» — сын Мухорьяма.

Необычность фамилии в том, что она не вписывается в стандартные схемы на -ин (от имён на -а/-я) или -ский (от географических названий). Здесь мы видим двойной суффикс: сначала -ям (редкий, возможно, из диалектного «мухорьям» — заросшее болото с мелким лесом), а затем -ов. Если принять версию с болотом, то предок мог жить у такого места или получить прозвище по характеру: «мухорь» (хилый) + «рям» (топь) — образ невысокого человека, который «вязнет» в делах. Вторая гипотеза: фамилия могла возникнуть от тюркского корня, где «мухор» означало «пегий, пёстрый», а «ям» — дорожная станция (ямская служба). Тогда Мухорьям — человек, работавший на почтовой станции с пёстрой лошадью. Но эта версия менее вероятна из-за нехарактерного для русских фамилий соединения двух корней без суффикса.

Географически фамилия встречается в основном в Поволжье и на Урале, где диалектная лексика была богата такими словами. В дореволюционных переписях Мухорьямовы числились среди крестьян или мещан, без дворянских привилегий. Фамилия не получила широкого распространения из-за своей громоздкости и редкой основы. Сегодня её носители — потомки тех, кого когда-то прозвали за внешность, место жительства или занятие.