Фамилия Алтудина — женская форма, поэтому логично начать с мужского варианта Алтудин. В его основе лежит имя или прозвище Алтуда, которое, скорее всего, восходит к тюркскому корню «алтын» — «золото». У поволжских татар, башкир и других тюркских народов имя Алтын (Алтун) было распространено как личное имя-пожелание богатства и удачи. Окончание -а в Алтуда появилось в результате адаптации тюркского имени в русской среде: Алтун превратилось в Алтуда по аналогии с русскими именами на -а (Данила, Гаврила). Получается, Алтудин — это «сын Алтуды», то есть потомок человека по имени Алтуда.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: чей? — Алтудин. Для центральной России и Поволжья это типичная модель образования фамилий от имён, оканчивающихся на -а. Географически фамилия Алтудина и её мужской вариант Алтудин чаще всего встречаются в регионах с сильным тюркским влиянием: в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Самарской областях. Встречаются они и среди русских, что говорит о давних контактах и смешении культур.

Существует и другая, менее вероятная версия, которая выводит фамилию от прозвища Алтух, связанного с диалектным словом «алтух» — так в некоторых говорах называли ленивого или неуклюжего человека. Но в таком случае фамилия звучала бы как Алтухов или Алтухин. Форма Алтудин явно указывает на имя Алтуда как на исходную точку, поэтому тюркская версия с «золотом» выглядит убедительнее: предок носителя фамилии мог быть прозван Золотым за богатство, светлые волосы или просто в честь распространённого имени.

В дореволюционных метрических книгах фамилия могла писаться по-разному: Алтудин, Алтудын, реже Алтуддин (с двойной «д»). Двойное написание иногда появлялось под влиянием арабского имени Алтын-Гали (золотой Гали) или от татарского Алтын-Дин (золотая вера), но это сложные составные имена, которые в массовом порядке в фамилию не переходили. Проще всего считать, что Алтудин — это «золотой» человек или потомок Золотого.