Фамилия Алиуллина — женская форма фамилии Алиуллин, а та, в свою очередь, — яркий пример тюрко-татарской модели образования фамилий. Она происходит от арабского имени Алиулла, которое переводится как «величие Аллаха» или «высота Бога». Корень здесь — «Али» (высокий, великий), а «улла» — форма имени Всевышнего. Таким образом, в основе фамилии лежит теофорное имя, то есть имя, содержащее указание на Бога, что было распространено в мусульманской среде.

Словообразовательная модель типична для татарских и башкирских фамилий: к имени-основе добавляется русский патронимический суффикс -ин (и его женская форма -ина). В татарской традиции фамилии на -ин (а не на -ов или -ев) часто указывают на происхождение от прозвища или имени, оканчивающегося на гласный или мягкий согласный. Алиулла заканчивается на «а», поэтому суффикс -ин закономерен. Любопытно, что в дореволюционных записях фамилию могли писать иначе — например, Алиуллин или даже Али-Уллин, через дефис, подчёркивая составные части имени.

Географически фамилия Алиуллина чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане и среди татарской диаспоры в других регионах России. Есть и редкая версия, что в некоторых случаях фамилия могла образоваться не от имени Алиулла, а от арабского слова «алим» (учёный, знающий) с последующим искажением, но это маловероятно: звуковой переход «м» в «у» нехарактерен для тюркских языков, и основной корпус носителей фамилии уверенно связывает её с именем Алиулла.

По социальному происхождению предки носителей фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или ремесленникам, хотя само имя Алиулла могло даваться в семьях с религиозным уклоном — например, мулл или учителей медресе. Фамилия не указывает на дворянство, но и не была исключительно простонародной: в татарской среде она встречалась у разных сословий.