Фамилия Зиямухамедов — яркий пример сложносоставной фамилии, корни которой уходят в арабо-персидскую культуру, а географически она прочно связана с регионами Средней Азии, прежде всего с Узбекистаном. В основе лежит личное имя Зиямухамед (варианты: Зиямухаммад, Зия-Мухаммед), где первая часть «Зия» (от арабского ضياء — дия̄’) означает «свет», «сияние», «блеск». Вторая часть — имя пророка Мухаммеда («восхваляемый»). Таким образом, имя Зиямухамед переводится как «Свет Мухаммеда» или «Сияние Мухаммеда» — это теофорное имя, данное в честь исламского пророка и несущее пожелание духовной чистоты и просвещённости.

Образована фамилия по классической русской модели: к восточному имени добавился патронимический суффикс -ов, который в Российской империи и СССР часто присваивался выходцам из мусульманских народов при оформлении документов. Суффикс указывает на принадлежность: «сын Зиямухамеда». Интересно, что в отличие от многих фамилий, где суффикс присоединялся к прозвищу или профессии, здесь он закрепился за полным личным именем, что характерно для поздних фамилий, возникших у оседлого населения Туркестана в конце XIX — начале XX века.

Носители фамилии — это, скорее всего, потомки людей, которых в семье называли по отцу, уважаемому предку или религиозному деятелю. Имя Зиямухамед могло быть дано мальчику в честь деда или в знак особого почитания ислама. Сословно предки могли быть как из числа духовенства (муллы, ишаны), так и из среды ремесленников, торговцев или земледельцев, поскольку распространённость имени была высокой в разных социальных слоях. Фамилия не имеет альтернативных этимологий — она прозрачна и однозначна, что редкость для сложных восточных фамилий.