Фамилия Мустахимова — женская форма от Мустахимов, и её происхождение напрямую ведёт в тюрко-исламский мир. Основа фамилии — арабское имя Мустахим (مستقيم). В переводе с арабского это слово означает «прямой», «правильный», «честный», «идущий верным путём». В исламской традиции эпитет «аль-мустаким» — один из атрибутов праведности, он встречается в первой суре Корана: «ихдина ас-сирата ль-мустаким» (веди нас прямым путём). Таким образом, имя-основа несло ярко выраженную положительную характеристику — так могли назвать ребёнка в семье, желавшей ему честной и богобоязненной жизни.

Модель образования фамилии — классическая для русского языка при заимствовании тюркских имён: к основе Мустахим- добавили патронимический суффикс -ов (в мужском роде) и окончание -а для женского. Это типичная «русификация» мусульманских имён в Поволжье, на Урале и в Средней Азии в XIX–XX веках. Если бы фамилия сохранила исконную тюркскую форму, она звучала бы как Мустахим улы (сын Мустахима) или просто Мустахимов — то есть без изменений, но с русским суффиксом.

Географически фамилия Мустахимова чаще всего встречается среди татар и башкир, а также у народов Дагестана. Татары, например, активно адаптировали арабские имена через ислам ещё в период Волжской Булгарии, а позже, при переписях и паспортизации в Российской империи, эти имена получили русские фамильные окончания. Встречаются Мустахимовы и у казахов, но там фамилия обычно не склоняется по женскому роду (просто Мустахимова — как русская адаптация).

Стоит отметить, что фамилия редкая — она не входит в списки самых распространённых татарских или башкирских фамилий. Это говорит о том, что родоначальник, скорее всего, был носителем личного имени Мустахим, а не прозвища или профессии. В ономастических справочниках (например, у Гафурова «Лев и Кипарис») имя Мустахим фиксируется именно как арабское, с тем же корнем «к.в.м» — стоять прямо. Никакой связи с ремеслом или географическим объектом здесь нет: фамилия чисто «именная», по отцу.