Фамилия Агалетдинова — женская форма от мужской Агалетдинов, а та, в свою очередь, — типичный пример русской фамилии, образованной от арабского имени по тюркской модели. Основа здесь — сложное составное имя Агалетдин (Ага-летдин), которое восходит к арабскому «ага» (господин, старший) и «ад-дин» (вера, религия). В сумме имя означает что-то вроде «господин веры» или «старший в вере». Это не прозвище и не ремесло, а личное имя, которое давали мальчикам в семьях, исповедовавших ислам, чаще всего среди татар и башкир.

Суффикс -ов(-а) в этой фамилии — не исконно русский в смысле происхождения, но стандартный для русификации тюркских и арабских имен. Когда в XVIII–XIX веках крещёные или просто осевшие в русской среде татары получали фамилии, к основе имени прибавляли именно -ов/-ев, реже -ин. Вариант Агалетдинов (а не, скажем, Агалетдинец или Агалетдинский) указывает на то, что предок носителя фамилии был, скорее всего, крестьянином или мещанином, а не дворянином — дворянские фамилии у татар часто оформлялись суффиксом -ский.

Географически фамилия Агалетдинова встречается почти исключительно в Поволжье и Приуралье: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область. Встречаемость невысокая, фамилия редкая. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках её можно найти в записях о татарах-мусульманах, а иногда и о крещёных татарах (кряшенах), которые сохраняли исходное имя в качестве фамильной основы.

Есть одна деталь, которая отличает эту фамилию от массы похожих. Вторая часть имени — «летдин» — это сильно искажённое при переходе через тюркские языки арабское «ад-дин». В классическом арабском произношении это звучало бы близко к «ад-дин», но в татарской народной среде гортанный звук выпал, а ударение сместилось. Поэтому в русской записи закрепилось именно «летдин», а не «летдинов» или «ладдинов». Сравните с фамилией Галетдинов (от «гали» — высокий, возвышенный) — там тот же механизм, но с другим корнем. Если бы имя записывали с арабской точностью, фамилия выглядела бы как Агааддинов, но история распорядилась иначе.