Фамилия Нематуллаева — яркий пример того, как русский суффикс присоединился к восточному имени, создав фамилию по совершенно понятной модели. Её основа — арабское имя-композит Нематулла (варианты: Ниматулла, Нематуллах). Оно переводится как «благодать Аллаха» или «милость Божья» (от араб. ни‘ма — «благо, дар» и Аллах). Имя это распространено у народов, исповедующих ислам: у таджиков, узбеков, азербайджанцев, а также у горских евреев и татов.

Фамилия образована по русской словообразовательной модели: к основе Нематулла добавили суффикс -ев и окончание -а. Суффикс -ев указывает на принадлежность: Нематуллаев — значит «сын (или потомок) Нематуллы». Окончание -а — это женский род. То есть Нематуллаева — это «дочь (жена) Нематуллаева». Такая форма характерна для русских фамилий, которые передаются по мужской линии, но даются женщинам в неизменном виде.

Географически фамилия Нематуллаева чаще всего встречается в Средней Азии, особенно в Узбекистане и Таджикистане, а также в Азербайджане. В России она распространена в регионах с большими диаспорами выходцев из этих стран: в Москве, Московской области, Санкт-Петербурге. Поскольку имя Нематулла давали мусульманам повсеместно, фамилия не привязана к одному конкретному роду или сословию. Предки носителя этой фамилии могли быть кем угодно: от ремесленника до муллы, — само имя лишь указывало на набожность семьи.

Интересно, что в некоторых тюркских языках имя могло звучать как Ниматулла, а фамилия — Ниматуллаева. В русских документах часто встречается закрепление одного варианта написания, поэтому Нематуллаева — это калька с местного произношения, где «и» перешло в «е» под влиянием акающих говоров или особенностей диалекта. Фамилия не имеет отношения к русским прозвищам или профессиям — она целиком восходит к теофорному (божественному) имени, что роднит её с такими фамилиями, как Абдуллаева, Ахметова, Хасанова.