Фамилия Нормухамедов — яркий пример того, как тюркский и арабский языки сплелись в русском патрониме. В основе лежит мужское имя Нормухамед, которое состоит из двух частей. Первая — «нор» (вариант «нур»), что с арабского переводится как «свет», «сияние». Вторая — «Мухамед» (или «Мухаммад» — «восхваляемый», «прославляемый»). Полное значение имени — «свет Мухаммеда» или «сияние веры». Это теофорное имя, то есть образованное от имени пророка, и очень распространено у народов, исповедующих ислам.

Русский суффикс -ов присоединили к основе, чтобы образовать фамилию по модели «чей сын?» — сын Нормухамеда. Такая модель типична для русских фамилий, и её приспособили для тюркских и арабо-тюркских имён в Российской империи, особенно при переписях и паспортизации в XIX–XX веках. Поэтому Нормухамедов — это не национальная фамилия в чистом виде, а русская по форме, но восточная по корню.

Географически фамилия чаще всего встречается среди узбеков, татар, башкир, а также у народов Кавказа, где имя Нурмухаммад (или Нурмухамед) популярно. В русском написании возможны варианты: Нурмухамедов, Нурмухаммадов, Нормухаммедов — это зависит от местной произносительной нормы и записи в документах. Вариант с «о» в первом слоге (Нор-) характерен для казахского и узбекского произношения, где «у» часто редуцируется.

Сословной привязки у фамилии нет. Предки носителя могли быть как крестьянами, так и купцами или духовными лицами — имя Нормухамед не указывало на знатность, а лишь на религиозную традицию в семье. В ономастических справочниках эта фамилия не разбирается так подробно, как, например, Иванов или Смирнов, но её структура прозрачна: это типичный восточный патроним, русифицированный через суффикс -ов.