Фамилия Нанагюлян — армянская по происхождению, и её разумно начинать не с корня, а с суффикса. Окончание -ян (в старой орфографии -янц) — один из самых распространённых патронимических суффиксов в армянском языке. Он означает «из рода такого-то» или «принадлежащий к», то есть Нанагюлян — это потомок человека по имени или прозвищу Нанагюл.

Основа «Нанагюл» — сложное слово. Первая часть, «нана», в армянском языке — это детское обращение к матери, ласковое «мама», «няня» (сравните с русским «няня» или грузинским «нана»). Вторая часть, «гюл», — это армянская форма тюркского слова «гюль» (роза, цветок). Таким образом, буквально «Нанагюл» можно перевести как «мамина роза» или «розочка-мама» — скорее всего, это было ласковое прозвище, домашнее имя, которое дали ребёнку или женщине. В тюркских и кавказских культурах такие составные имена с компонентом «гюль» (розан, гуля) были популярны: Гюльнара, Гюльджан и т.д. Армянский вариант скрестил это с местным словом «нана».

Менее вероятная, но возможная версия — что «Нанагюл» — это искажённое или диалектное произношение имени Нанагуль (встречается у народов Закавказья). В любом случае, перед нами не ремесленное прозвище и не топонимическая фамилия, а личное, эмоционально окрашенное прозвище, которое закрепилось за родом.

Географически фамилия Нанагюлян встречается в основном среди западных армян — потомков выходцев из Западной Армении (ныне восток Турции) и, возможно, из Нагорного Карабаха, где были сильны тюркские заимствования. В современной России и Армении она редкая, что делает её особенно ценной для носителей: она указывает на конкретную семейную историю, а не на массовую фамилию по профессии.

Словообразовательная модель проста: от личного прозвища Нанагюл через суффикс -ян образована фамилия. Никаких дополнительных суффиксов вроде -ов или -ский тут нет — это чисто армянская патронимическая конструкция. Если бы фамилия русифицировалась, она могла бы звучать как Нанагюлов, но армянский вариант сохранил исходную форму.