Фамилия Жамлиханов — тюркская по происхождению, образована от мужского личного имени Жамлихан. Это составное имя, и его части несут разную смысловую нагрузку. Первая часть, «Жамли», восходит к тюркскому корню «zamli», что означает «сущность», «суть». Вторая часть — «хан» — древний титул, который первоначально обозначал вождя племени, особенно у кочевников Ирана и Афганистана, а позже стал распространённым компонентом мужских имён у многих тюркских и мусульманских народов.

Таким образом, имя Жамлихан можно истолковать как «хан, обладающий сутью» или «истинный правитель». Фамилия образована по типичной для тюркских языков модели прибавления русского патронимического суффикса -ов (в форме -ов/-ев), который в данном случае указывает на принадлежность: «сын Жамлихана» или «из рода Жамлихановых».

Стоит обратить внимание, что написание через «Ж» в начале — особенность русскоязычной передачи. В оригинале имя могло звучать иначе, например, с твёрдым «Дж» (Джамлихан) или с иным гласным в первом слоге. Географически фамилия встречается преимущественно среди татар, башкир и других народов Поволжья и Приуралья, где составные имена с компонентом «хан» были особенно популярны в прошлые века. Носители фамилии, вероятно, происходили из среды, где ценились родовитость и связь с традиционной тюркской знатью, хотя прямых документальных свидетельств о сословной принадлежности конкретных семей Жамлихановых нет.