Фамилия Мулламетова — женская форма, мужской вариант — Мулламетов. В основе фамилии лежит имя или прозвище, образованное от слова «мулла» (араб. mawlā — господин, владыка; в тюркских языках — служитель культа, грамотей). Вторая часть «мет» — это, скорее всего, искажённое тюркское «мет» (цель, метка) либо, что вероятнее, сокращение от имени Мухаммед (Магомед) в местных диалектах. Таким образом, Мулламетов буквально означает «сын Мулламета», где Мулламет — составное имя вроде «мулла Мухаммед» или прозвище «мулла, бьющий в цель» (меткий мулла).

Фамилия редкая, и её география указывает на регионы с сильным тюрко-татарским и кавказским влиянием. Чаще всего Мулламетовы встречаются у башкир, татар, а также у народов Дагестана, где «мулла» — традиционное обозначение духовного лица, а имя Магомед — одно из самых распространённых. Не исключено, что предок носителя был сельским муллой или просто грамотным человеком, которого в общине прозвали «мулла» — отсюда и пошла фамилия.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий тюркского происхождения: основа (Мулламет) + суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?»). Женская форма Мулламетова образована по стандартному русскому правилу добавлением окончания -а. В отличие от фамилий на -ин (типа Мулламетин), суффикс -ов чаще встречается у оседлых народов Поволжья и Приуралья, что подтверждает башкирскую или татарскую версию происхождения.

Спорных версий у этой фамилии немного. Иногда её путают с фамилией Мулламетов, где второй корень — «мет» может означать «метис» (смешанное происхождение), но это маловероятно: в тюркской среде слово «мет» в значении «полукровка» не зафиксировано. Более правдоподобно, что фамилия — результат слияния титула и имени, что характерно для сложных антропонимов у мусульманских народов (сравните: Хаджимуратов, Абдулхаков).

Если искать аналоги, то однокоренные фамилии — Муллабаев, Муллагалиев, Муллануров — все они построены по той же схеме: «мулла» плюс имя или качество. Мулламетова стоит в этом ряду особняком из-за неочевидного второго корня. Для носителя фамилии это означает, что его предок, скорее всего, был уважаемым человеком в своей общине — либо учёным, либо духовным лицом, имя которого закрепилось за родом.