Фамилия Астанкулова — женская форма мужской фамилии Астанкулов, и её разбор стоит начать с корня, который не сразу бросается в глаза. Основа «Астанкул» — это составное имя, типичное для тюркских народов, особенно для узбекской, таджикской и казахской антропонимии. Первая часть, «Астан», восходит к персидскому «астан» — «порог», «преддверие», а в переносном смысле — «священное место», «мавзолей» (сравните с «Астана» — столица Казахстана, изначально «святое место»). Вторая часть, «кул», в тюркских языках означает «раб», но в именах — «раб Божий» (как и в арабском «абд»). Имя Астанкул буквально переводится как «раб священного порога» или «слуга мавзолея» — так могли называть мальчика, родившегося рядом с почитаемой могилой святого, или в знак особого почитания суфийского шейха.

Суффикс «-ов» (в мужской форме) — классический русский патронимический формант, который в XIX–XX веках присоединяли к тюркским именам при русификации фамилий в Средней Азии, Поволжье и на Кавказе. То есть Астанкуловы — это потомки человека по имени Астанкул. Фамилия не древняя, а сформировавшаяся в поздний период, когда в Российской империи начали фиксировать фамилии для оседлого населения.

Географически фамилия Астанкулова встречается прежде всего в Узбекистане (особенно в Самаркандской, Бухарской и Ташкентской областях), а также среди таджиков и в южных регионах Казахстана. В России её носители — в основном потомки мигрантов из этих регионов, расселённые в крупных городах. По сословному происхождению предки Астанкуловых могли быть как крестьянами-земледельцами, так и ремесленниками или торговцами, но имя указывает на религиозный контекст: возможно, семья была связана с почитанием местных святых (аулие) или с суфийскими общинами.

В русском языке фамилия склоняется как типичное прилагательное: Астанкулова, Астанкуловой, Астанкулову. Ударение, скорее всего, падает на последний слог основы — Астанку́лова, хотя в устной речи встречаются варианты. Редкость фамилии в европейской части России объясняет, почему в исторических документах она почти не встречается до советского периода.