Фамилия Нурмухамметова — это женская форма, а мужская, Нурмухамметов, образована от личного имени Нурмухаммет. Имя это составное, тюрко-мусульманское: первая часть «нур» означает «свет, сияние», вторая — «Мухаммет» (пророк Мухаммед). Вместе имя переводится как «свет Мухаммеда» или «сияние пророка». Такие составные имена с компонентом «нур» (Нурлан, Нурбек, Нургали) широко распространены у татар, башкир, казахов и других тюркских народов, принявших ислам.

С точки зрения словообразования фамилия типична для русской ономастики: к основе имени добавили суффикс -ов (в мужском варианте), а затем окончание -а для женского рода. Такая модель закрепилась в XIX–XX веках, когда представители нерусских народов Российской империи получали фамилии по отчеству или имени отца. Нурмухамметовы, скорее всего, происходят из татарской или башкирской среды, реже — из казахской, так как у казахов фамилии часто оформлялись иначе (например, через -улы/-кызы).

Интересная деталь: двойное «м» в середине фамилии (Нурмухамметов, а не Нурмухаметов) — это не ошибка, а точная передача арабского написания имени Мухаммад. В русских документах встречаются оба варианта, но написание с двумя «м» ближе к оригиналу и указывает на осведомлённость предков в исламской традиции. Если в семейных архивах сохранилась старая запись именно с двойной «м», это может говорить о том, что предки были грамотными людьми, возможно, муллами или учителями при мечети.

Фамилия не слишком распространена за пределами Поволжья и Урала, но встречается в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях. Встречаются и однокоренные фамилии — Нурмухамедов, Нурмухаметов, Нурмухаммадов; все они восходят к тому же имени, но различаются региональными особенностями произношения и записи.