Фамилия Нурхаметова — женская форма фамилии Нурхаметов, и чтобы понять её происхождение, нужно разобрать мужской вариант. В основе лежит арабское составное имя Нурхамет (Нур-хамет), где первая часть «нур» означает «свет, сияние», а вторая — «хамет» (от арабского «хамид») — «восхваляемый, хвалящий». Таким образом, имя Нурхамет переводится как «свет восхваления» или «сияющий, достойный хвалы». Это типичный для тюрко-мусульманской среды теофорный антропоним, образованный сложением двух сакральных понятий.

Фамилия Нурхаметов строится по той же модели, что и большинство русских фамилий: к основе (имени Нурхамет) добавляется суффикс -ов. Однако здесь есть тонкость: суффикс присоединяется к полной форме имени, а не к усечённой, как часто бывает в тюркских фамилиях (сравните: Ахметов — от Ахмет, но Нурхаметов — от Нурхамет). Это указывает на то, что фамилию фиксировали в русской канцелярской среде, где имя записывали целиком, без сокращений.

Географически фамилия Нурхаметова распространена среди татар, башкир и других народов Поволжья и Урала. Встречается она также у казахов, но реже, так как у них более употребительна форма Нурхаметов с ударением на последний слог. В русском языке ударение в фамилии обычно падает на предпоследний слог: Нурха́метова, что соответствует общему правилу для фамилий на -ов.

С точки зрения социальной истории, носители этой фамилии в XIX — начале XX века чаще всего были крестьянами или мещанами из Оренбургской, Уфимской и Казанской губерний. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что типично для фамилий арабского происхождения, вошедших в русский обиход через мусульманское население.

Интересная деталь: в старых метрических книгах можно встретить варианты написания «Нурхамитов» или «Нурхаметев». Это не ошибка, а следствие местного произношения: в некоторых татарских говорах гласный второго слога редуцируется, и на письме это отражали как «и» или «е». Современная орфография закрепила форму через «е» — Нурхаметов.