Фамилия Жолмуханов — типичная фамилия тюркского происхождения, сложившаяся по распространенной модели: личное имя + русский патронимический суффикс «-ов». В основе лежит мужское имя Жолмухан, которое представляет собой стяжение двух компонентов: «жол» (в тюркских языках — «дорога», «путь») и «мухан» — местная форма арабского имени Мухаммад («восхваляемый», «прославленный»). Таким образом, имя Жолмухан можно перевести как «путь Мухаммада» или «дорога Пророка» — типичное для исламской традиции имя-пожелание, указывающее на благочестие и следование религиозным заветам.

Фамилия распространена среди казахов, а также встречается у других тюркских народов Центральной Азии. Суффикс «-ов» указывает на то, что фамилия оформлялась в русской административной среде в XIX–XX веках: при переписях и паспортизации к тюркскому имени добавляли стандартное русское окончание, обозначающее принадлежность («чей?» — «Жолмуханов» — «сын Жолмухана»). Интересно, что в казахском языке существует вариант фамилии без русификации — Жолмуханұлы (буквально «сын Жолмухана»), но в российских и советских документах закрепилась именно форма на «-ов».

Родственные фамилии — Жолмухамедов, Жолмуратов — построены по той же схеме: корень «жол» в сочетании с разными арабскими именами. Встречается и написание с буквой «е» — Ежолмуханов, что может быть результатом диалектного произношения или ошибки писаря. Сословная принадлежность носителей фамилии не зафиксирована в источниках, но исходя из того, что личные имена с религиозным подтекстом давали в самых разных слоях кочевого общества, предки Жолмухановых могли быть и рядовыми скотоводами, и уважаемыми аксакалами. Единственное, что можно сказать с уверенностью: фамилия не дворянская — титулованные роды в казахской степи обычно имели окончания «-улы» или «-кызы» без русификации.