Фамилия Алиуллов — яркий образец тюрко-татарского ономастикона, который строением прямо указывает на исламские корни. В отличие от славянских фамилий, образованных от прозвищ или профессий, Алиуллов почти наверняка происходит от личного имени Алиулла. Это составное арабское имя: «Али» (высокий, возвышенный, один из эпитетов Аллаха) и «улла» (Аллах). В сумме имя означает «величие Аллаха» или «высота Бога», что типично для мусульманской традиции теофорных имен, содержащих компонент «Аллах».

Словообразовательная модель простая и прозрачная: к основе Алиулл- добавлен русский патронимический суффикс -ов. В Поволжье и Приуралье его массово приращивали к татарским и башкирским именам при русификации в XIX — начале XX века. Фамилия буквально означает «сын Алиуллы» или «потомок человека по имени Алиулла». Выбор суффикса -ов, а не -ин, объясняется тем, что основа заканчивается на твердую согласную; здесь он работает как калька с тюркского «улы» (сын). Споров о происхождении практически нет: версия с именем Алиулла — единственная убедительная. Попытки вывести фамилию от арабского «алим» (ученый) или тюркского «ал» (алый) не выдерживают критики из-за отсутствия фонетического соответствия.

Географически фамилия Алиуллов наиболее характерна для татар и башкир, проживающих в Республике Татарстан, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях. Встречаются варианты написания — Алиулов, Алиуллин — но Алиуллов доминирует. Менее распространенная, но родственная форма — Алиуллаев, где суффикс -ев приставлен к более полному варианту имени.

Фамилия фиксируется в метрических книгах и ревизских сказках второй половины XIX века, причем носители часто записаны как «государственные крестьяне» или «тептяри» — сословная группа, объединявшая татар и башкир, не входивших в военное сословие. Это не аристократическая, а крестьянская фамилия, что типично для большинства массовых татарских фамилий на -ов.