Фамилия Нежмединова — редкий случай, когда тюркский корень сочетается с русским суффиксом, а сама фамилия почти наверняка имеет не прямое, а книжное происхождение. Основа — мужское имя Нежмедин, вариант арабского имени Наджмуддин (نجم الدين — «звезда веры»). В татарской и башкирской среде имя Наджмутдин или Нежмутдин было известно, но форма Нежмедин встречается реже: она могла возникнуть в результате адаптации к русскому произношению, где сложный звук «дж» заменялся на «ж», а конечное «-уддин» стянулось в «-един».

Фамилия образована по самой активной модели русского языка — с суффиксом -ов/-ев. Женская форма Нежмединова указывает, что исходная мужская фамилия — Нежмединов. Такая модель типична для русских фамилий, возникших у крещёных татар, башкир или других народов Поволжья, где имя отца становилось фамилией рода. В отличие от фамилий на -ин (которые чаще образуются от основ на -а/-я), суффикс -ов здесь присоединился к основе Нежмедин- как к твёрдому согласному.

Примечательно, что в русских переписных книгах XVII–XVIII веков фамилии с корнем «нежем-» не встречаются. Это косвенно подтверждает, что фамилия Нежмединов (и Нежмединова) — продукт не стихийного народного прозвища, а официального документирования: когда священник или писарь записывал имя отца в метрику, он давал фамилию по отчеству. В таком случае носитель фамилии — потомок человека, которого звали Нежмедин, но сам он, скорее всего, был крещёным мусульманином, принявшим православие, или жил в регионе с сильным татарским влиянием.

Географически фамилия тяготеет к Татарстану, Башкортостану и соседним областям — Оренбургской, Самарской, Ульяновской. Встречается она редко, что говорит о сравнительно небольшом роде. Сословно предки могли быть как государственными крестьянами, так и мещанами или купцами — точных данных нет, но тюркская основа имени указывает, что род не принадлежал к высшему дворянству, а скорее к служилым или торговым людям.