Фамилия Нургазизов образована по самой распространённой в русском языке модели — с патронимическим суффиксом -ов, который в данном случае присоединён к тюркскому имени. Основа — Нургазиз, сложносоставное мужское имя, распространённое у многих тюркских народов, особенно у татар, башкир, казахов. Первая часть, «нур», восходит к арабскому «нур» — свет, сияние. Вторая часть, «газиз», — тоже арабского корня, означает «дорогой», «уважаемый», «почтенный» (вариант: «азиз»). Таким образом, имя Нургазиз можно перевести как «святой свет» или, более прозаично, «дорогой, как свет». Соответственно, фамилия Нургазизов буквально означает «потомок Нургазиза».

Словообразовательная модель здесь необычна: к полной форме имени (Нургазиз) добавили русский суффикс -ов, что характерно для фамилий, возникших в среде, где русская административная система оформляла тюркские имена «как есть», без усечения или добавления тюркских аффиксов. Сравните с фамилиями Нургалиев (от Нургали) или Газизов (от Газиз) — там суффикс -ев/-ов крепится к основе, но в Нургазизове основа двусоставная и сохранила обе части. Это указывает на относительно позднее оформление фамилии, скорее всего, в конце XIX — начале XX века, когда фамилии фиксировались по документам именно в той форме, в которой их записал писарь.

Географически фамилия тяготеет к регионам Поволжья и Приуралья — Татарстану, Башкортостану, Оренбургской области, а также встречается у казахских родов. В среде татар-мишарей и казанских татар такие имена с компонентом «нур» были особенно популярны в среде духовенства и зажиточных крестьян, так как арабские корни несли религиозный оттенок. Однако утверждать, что предок был муллой, нельзя: имя мог дать любой грамотный мулла, а сам носитель имени мог быть крестьянином или ремесленником.

В дореволюционных метрических книгах фамилия могла писаться вариативно: Нургазизов, Нур-Газизов, Нургазизев (с заменой «з» на «с» на слух). Встречается и вариант Нургазизов — с двойным «з» на стыке корней, что закрепилось в современном написании. Это одна из тех фамилий, где орфография напрямую выдает арабографичное происхождение имени: в арабском письме «азиз» пишется с буквой «зайн», поэтому удвоение в русской записи — не ошибка, а графическая традиция.