Фамилия Муллахмедова — женская форма фамилии Муллахмедов, а та в свою очередь образована от личного имени Муллахмед. Это сложносоставное имя, распространённое у народов, исповедующих ислам, особенно среди татар, башкир, азербайджанцев, дагестанских народов. Первая часть — «мулла» (от арабского «мауля» — господин, владыка, позже — религиозный титул), вторая — «Ахмед» (одно из имён пророка Мухаммеда, означающее «достохвальный»). Таким образом, Муллахмед буквально переводится как «мулла Ахмед» или «господин Ахмед», но в быту имя воспринималось как единое целое, без разделения на титул и имя.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе имени Муллахмед добавлен патронимический суффикс -ов (в женском роде -а). Такая модель массово закреплялась у тюркских и кавказских народов в XIX–XX веках, когда при переписях и паспортизации им давали фамилии по отцу или деду, оформляя их по русскому образцу. Поэтому Муллахмедовы — потомки человека по имени Муллахмед, жившего, скорее всего, не позднее середины XIX века.

Географически фамилия чаще всего встречается в Дагестане (особенно у лезгин, аварцев, кумыков), в Азербайджане, среди казанских и крымских татар. Встречается вариант написания с одной «л» — Мулахмедов, но он менее распространён. В русской среде фамилия редкая, что неудивительно: её основа — чисто мусульманское имя, не характерное для славян.

Споров в этимологии нет: корни очевидны, а суффикс -ов указывает на относительно позднее оформление фамилии. Единственное, что может сбить с толку — восприятие «муллы» как отдельного слова, но в составе имени оно полностью утратило титульное значение и стало частью личного имени. Социально предки носителя фамилии могли быть кем угодно — от крестьянина до сельского муллы, сама фамилия не указывает на сословие, только на имя родоначальника.