Фамилия Валиохмедова — редкий случай, когда в основе лежит не одно имя, а целая именная конструкция, причём с двойным восточным корнем. Она образована от мужского имени Валиохмед (встречается также вариант Валиахмед), которое по модели сложения похоже на русские имена типа Владимир (владеющий миром) или Богдан (данный Богом), но с тюрко-арабским наполнением.

Первая часть — «Вали» (от арабского ولي — вали́й, «близкий», «святой», «покровитель»). В исламской традиции так называют праведников и людей, приближенных к Богу. Вторая часть — «Ахмед» (أحمد — ахмад, «достойный похвалы», «прославленный»), одно из имён пророка Мухаммеда. Сложенное имя Валиохмед можно перевести как «святой Ахмед» или «покровитель, подобный Ахмеду». Встречается оно в основном у народов, говорящих на тюркских языках и исповедующих ислам: у татар, башкир, народов Кавказа (особенно у азербайджанцев и кумыков).

Фамилия образована по русской патронимической модели с суффиксом -ов. В русском языке фамилии на -ов/-ев традиционно отвечали на вопрос «чей?»: Валиохмедова — значит «дочь (или жена) Валиохмеда». При этом суффикс -а указывает на женский род, но сама фамилия, как и все русские фамилии на -ов, склоняется по падежам и может принадлежать как женщине, так и мужчине (в мужском варианте — Валиохмедов).

Интересная деталь: в отличие от более распространённых фамилий на -ов, образованных от одного имени (Иванов, Ахмедов), здесь мы видим редкое сохранение полного двусоставного имени. Это говорит о том, что прозвище или имя Валиохмед было устойчивым и не сократилось в бытовой речи до Валий или Ахмед. Такие фамилии чаще встречаются в среде, где имя человека воспринималось как цельная смысловая единица, а не просто набор корней.

Носители фамилии Валиохмедова, судя по географии, встречаются в Дагестане, Татарстане и среди астраханских татар. В дореволюционной России фамилии с таким корнем могли получить и крестьяне, и горожане — сословной привязки у этой модели нет. Единственное, что можно сказать с уверенностью: предок по мужской линии носил имя Валиохмед и был, скорее всего, мусульманином.