Фамилия Айнулин образована от арабско-тюркского имени Айнула (Айнулла). В её основе — сложение двух корней: «ай» и «улла». Первый восходит к древнетюркскому слову «ай» (месяц, луна), которое в составе имён приобретало переносные смыслы: «красивый», «светлый», «чистый», «святой», «счастливый» или «обильный (источник)». Второй компонент — «улла» — генетивная форма от арабского «Аллах» (Бог). Имя Айнула, а с ним и фамилия Айнулин, буквально означает «обильный, полный источник Аллаха» или «чистый, светлый благодаря Аллаху».

Выбор имени с корнем «ай» мог быть связан с рождением ребёнка в полнолуние или при ярком лунном свете. У тюркских народов был обычай давать мальчикам имена с этим компонентом, чтобы подчеркнуть время появления на свет и пожелать новорождённому счастливой судьбы. Родители, называя сына Айнулой, хотели видеть его достойным мусульманином, живущим под покровительством Всевышнего.

Фамилия оформлена по русской словообразовательной модели: к основе Айнул- добавлен суффикс -ин, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Айнулы). Такая модель типична для фамилий, возникших в среде крещёных татар, башкир и других народов Поволжья и Приуралья, где мусульманские имена адаптировались под русскую патронимическую систему. Встречаются варианты написания Айнуллин (с двойным «л») — это более точная передача исходного имени через татарскую или башкирскую орфографию.

Ономастические словари (например, работы Гафурова о татарских именах) подтверждают, что имя Айнулла — составное, с прозрачной семантикой и широким бытованием среди тюркоязычных мусульман. Фамилия Айнулин — относительно редкая, её носители в основном сосредоточены в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях.