Фамилия Назьмитдинова — один из тех редких случаев, когда русский суффикс присоединился к арабскому мужскому имени, причём в необычной огласовке. В основе лежит имя Низаметдин (Низам ад-Дин), что в переводе с арабского означает «порядок веры» или «устроитель религии». Однако исходная форма претерпела фонетическое изменение: начальное «ни» перешло в «на». Это типичный для тюркских языков процесс, когда безударный звук редуцируется и заменяется на более открытый «а» — так в бытовой речи имя Низаметдин превратилось в Назмитдин.

Суффикс -ов-а в женском роде указывает на принадлежность к роду: Назьмитдинова — дочь или жена человека по фамилии Назьмитдинов. Сама мужская фамилия образована по русской модели отчества: «чей?» — Назьмитдинов, то есть потомок Назьмитдина. Такая модель закрепилась в XIX–XX веках у многих татарских, башкирских и других тюркоязычных народов Российской империи, когда при переписях и паспортизации им давали фамилии по отцу, добавляя русское окончание.

Географически фамилия тяготеет к Волго-Уральскому региону, особенно к Татарстану и Башкортостану. Встречается она и у татар-кряшен, и у мишарей. В отличие от фамилий на -ев (Абдуллаев, Ахметов), где окончание присоединяется к основе на мягкий согласный, здесь мы видим редкую для тюркских имён твёрдую основу на -ов. Это говорит о том, что фамилия фиксировалась в русской административной записи, где унифицировали написание, не заботясь о точной передаче звучания.

Споров о происхождении практически нет: корень очевидный, а суффикс прозрачный. Единственная тонкость — ударение. В исходном арабском имени ударение падает на последний слог (Низамэтдин), но в русском быту оно сместилось на второй слог: НазьмИтдинова. Поэтому не стоит искать в фамилии чего-то таинственного — перед нами просто пример того, как восточное имя обросло русским окончанием и обкаталось в повседневной речи.