Фамилия Агалюлина образована по русской модели с суффиксом -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — Агалюлина, то есть дочь или жена человека по имени или прозвищу Агалюля. Мужская форма — Агалюлин. В основе фамилии лежит тюркское имя Агалюля, составленное из двух частей: «ага» (старший, господин, уважаемый) и «люля» — уменьшительно-ласкательная форма от «Алла» или «Аллах». Таким образом, имя Агалюля переводится как «старший во имя Аллаха» или «уважаемый слуга Бога» — типичное для татарской и башкирской ономастики составное имя с религиозным оттенком.

Редкость фамилии в том, что имя Агалюля не самое распространённое в тюркском именослове, в отличие от более частых Агадулла или Агафар. Это делает фамилию локальной, вероятно, восходящей к одному роду или селению. Встречается также вариант написания с одной «л» — Агалюлина, что могло возникнуть из-за упрощения при записи в метриках.

Географически фамилия чаще всего встречается среди татар и башкир, особенно в Республике Татарстан, Башкортостане, а также в Челябинской и Оренбургской областях — регионах исторического проживания тюркских народов. Суффикс -ин, а не исконно тюркские окончания, подсказывает, что фамилию оформляли уже по русской модели в период массовой паспортизации XVIII–XIX веков, когда инородцам присваивали фамилии с русскими суффиксами.

Социальный статус предков носителей фамилии — скорее всего, крестьяне или ремесленники. Дворянство у татар и башкир чаще оформляло фамилии на -ов или -ев (например, Агалюлов). Агалюлины — выходцы из податных сословий, и их фамилия сохранила память о личном имени основателя рода, которое давалось с надеждой на божественное покровительство.