Фамилия Айнулова — женская форма, а её основа восходит к мужскому мусульманскому имени Айнула (Айнулла). Это имя составное, и в нём два отчётливых смысловых блока. Первый корень — «ай» — древнетюркский, буквально означает «месяц», но в личных именах он работал как метафора: так называли ребёнка, родившегося в полнолуние, и вкладывали в это слово переносные значения — «красивый», «святой», «чистый», «светлый», «счастливый», «обильный источник». Вторая часть — «улла» — генетивная форма от арабского Allah («Бог, Аллах»). В сумме имя Айнула переводится как «обильный, полный источник Аллаха» или «светлый благодаря Аллаху». Родители, давая такое имя, желали сыну стать достойным мусульманином.

Грамматически фамилия образована по русской модели: к основе имени добавили суффикс -ов- (в женском роде — -ова). Это типичный способ адаптации тюркских и арабо-мусульманских имён в русской среде: суффикс указывал на принадлежность к роду, то есть «Айнулова» буквально — «дочь (или жена) Айнулы». В отличие от, скажем, фамилий на -ин, которые чаще отталкивались от имён на -а/-я, модель на -ов/-ев универсальна для имён, оканчивающихся на согласный.

Процесс формирования фамилий у народов, исповедующих ислам, был длительным и неравномерным: где-то фамилии закрепились к концу XIX века, где-то — только в советское время. Поэтому без генеалогических изысканий точное место и время возникновения рода Айнуловых назвать нельзя. Встречаемость фамилии в современных источниках невысока — это редкая фамилия, распространённая преимущественно в регионах с тюркским и мусульманским населением (Татарстан, Башкортостан, отчасти Средняя Азия).