Фамилия Омардибирова — редкий случай, когда географический корень почти наверняка перевешивает личное имя. Её основа — топоним Омардибиро, который, скорее всего, указывает на конкретное селение или местность в Дагестане. Суффикс -ов (в женском роде -ова) типичен для русской паспортной записи фамилий народов Кавказа, но сама фамилия не русская по происхождению.

Слово «Омардибиро» распадается на две части: «Омар» и «Дибиро». «Омар» — распространённое арабское имя (в честь халифа Умара ибн аль-Хаттаба), а «Дибиро» — аварская фамилия или часть имени, означающая «учёный», «писарь» или «мулла». В аварском языке «дибир» (от арабского «дабир») — это духовное лицо, знаток Корана. Таким образом, исходное прозвище или название села могло означать «Омар-учёный» или «селение, где живут Омар и Дибиро».

Модель образования фамилии — патронимическая (по отцу) или даже по названию села. Если предок человека звался Омардибир (Омар-мулла), то его потомки стали Омардибировыми. В дагестанской традиции фамилии часто закреплялись за целым тухумом (родом), и суффикс -ов просто русифицировал их в XIX–XX веках при записи в метрики. Носительницы фамилии Омардибирова, скорее всего, происходят из аварских или андо-цезских народов Дагестана, где имя Омар сочетается с религиозным титулом.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Дибиров, Омаров) показывает, что Омардибирова — сложносоставная, «двойная» фамилия, что встречается реже, чем простые патронимы. Она не даёт сословной привязки: среди горцев Дагестана фамилии не делились на дворянские и крестьянские, а указывали на род занятий или место жительства. Вероятнее всего, предки носительницы фамилии были связаны с духовенством или учёностью — «дибиры» в аулах пользовались большим уважением.