Фамилия Айнатуллина — женская форма мужской фамилии Айнатуллин, которая образована от арабского имени Айнатулла. В основе лежит сложение двух корней: «айн» (глаз, зрение, источник) и «Аллах» (Бог). В буквальном переводе имя Айнатулла означает «око Аллаха», «Божий глаз» или «источник Всевышнего». В исламской традиции такие имена подчеркивают божественное всеведение и защиту: считалось, что человек, названный Айнатуллой, находится под особым присмотром.

Фамилия Айнатуллина типична для татарской и башкирской ономастики, где широко распространены фамилии на -ин/-ов, образованные от арабских и персидских имен. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Айнатуллин — буквально «сын Айнатуллы» или «из рода Айнатуллы». Встречается также вариант Айнатуллов, но форма на -ин характерна для тюркских народов Поволжья и Приуралья.

Географически фамилия сосредоточена в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях, где исторически жили татары и башкиры. В дореволюционной России носители такой фамилии могли быть как крестьянами, так и муллами или торговцами, поскольку имя Айнатулла нередко давали в религиозных семьях.

С точки зрения словообразования, фамилия Айнатуллина стоит в одном ряду с такими однокоренными, как Айнуллин, Айнатулов, Гайнатуллин (где «Гайн» — вариант того же корня). Однако двойная «л» в суффиксе — не ошибка, а закономерный результат стяжения: при добавлении фамильного окончания -ин к имени, оканчивающемуся на -улла, происходит удвоение согласной (Айнатулл-а + -ин). Это отличает её от более редкого варианта Айнатулин, который мог возникнуть из-за упрощения в бытовой речи.