Фамилия Неметуллаев — редкий пример фамилии, образованной от сложного арабо-тюркского имени, где соединились два корня: «Немет» (вариант древнееврейского «Немец» или тюркского «немет» — «судьба, доля») и «Улла» (араб. «Аллах»). Чаще всего фамилию выводят от имени Неметулла, что буквально означает «благословение Аллаха» или «милость Всевышнего». Суффикс -ев указывает на русскую адаптацию: так оформляли фамилии у тюркских и кавказских народов в XIX–XX веках, добавляя окончание по образцу русских отчеств.

География фамилии узкая — она встречается преимущественно у татар, башкир и в среде казанских мусульман. Встречается также у крымских татар, но реже. Основа имени «Немет» — тюркская, и в татарском языке слово «нәмәт» означает «доля, участь, благо». В сочетании с «улла» (араб. «Аллах») получается имя-пожелание: «да будет милость Божья». Такие имена были популярны в исламской традиции, особенно у народов Поволжья, где арабские корни смешивались с местными.

Спор о происхождении может возникнуть из-за схожести с фамилией Неметов, где основа «немет» — это «немец» (от славянского «немой»). Но в случае Неметуллаев арабский компонент «улла» исключает такую версию: «немец-Аллах» бессмысленно. Правдоподобнее тюркско-исламский путь: имя Неметулла давали мальчикам в надежде на счастливую судьбу.

По сословной принадлежности предки носителей фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами из татарских общин. Фамилия не знатная, без дворянских корней — её носители в дореволюционной России входили в податные сословия. В советское время фамилия не изменилась, хотя в документах встречаются вариации: Неметулаев (с одной «л») или Неметуллаев (с двумя). Двойное «л» — более точная передача арабского удвоения в имени.

Необычная деталь: фамилия Неметуллаев почти не встречается за пределами бывшей Российской империи. В Турции, где арабские имена тоже популярны, аналогом будет Неметуллах, но с другим окончанием. Это подчёркивает, что фамилия — продукт именно русской канцелярской записи, закрепившей тюркское имя в форме на -ев.