Фамилия Нормухаммедова — женская форма мужской фамилии Нормухаммедов, и в ней сразу слышна восточная основа. Корень здесь — арабское имя Мухаммед (восхваляемый, достохвальный), одно из самых распространённых в исламском мире. Первая часть «Нур-» (от арабского «нур» — свет, сияние) добавляет к имени значение «свет Мухаммеда» или «сияние пророка». Таким образом, имя Нурмухаммед (в русской записи Нормухаммед) — это теофорное имя, то есть содержащее указание на Бога или пророка, и означает «свет веры» или «лучистая хвала».

Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ов/-ев, который в XIX–XX веках присоединяли к тюркским, кавказским и иранским именам при русификации документов. Суффикс -а в конце указывает на принадлежность женщине: «дочь или жена Нормухаммеда». Встречаются варианты написания через «у» — Нурмухаммедова, что ближе к оригинальному произношению, но в паспортах часто закрепляется форма с «о» из-за аканья или особенностей транслитерации.

Географически фамилия наиболее распространена в странах Средней Азии — Узбекистане, Таджикистане, Туркменистане, а также среди народов Поволжья (татары, башкиры) и Кавказа. В России носители фамилии живут в основном в крупных городах, куда переезжали в советское время на учёбу или работу. Предки современного обладателя фамилии, скорее всего, были мусульманами, а имя Нурмухаммед могло даваться в честь религиозного деятеля или уважаемого старейшины рода.

Интересная деталь: в отличие от многих фамилий на -ов, которые образованы от мирских прозвищ или профессий, Нормухаммедова — это чисто патронимическая фамилия от имени, которое не было прозвищем, а сразу несло сакральный смысл. Это сближает её с такими фамилиями, как Абдуллаев (раб Аллаха) или Ибрагимов (от имени пророка Авраама).