Фамилия Айсамутдинова — редкий случай, когда русская по форме фамилия (суффикс -ов/-ев, указывающий на принадлежность: «чей?») несёт в себе чисто мусульманское, арабско-персидское содержание. Основа — мужское имя Айсамутдин, которое в свою очередь сложено из двух компонентов: «Айса» (искажённое арабское «Иса» — Иисус в исламской традиции, один из пророков) и «ад-Дин» (араб. «религия, вера»). В целом имя означает «Иса веры» или «религия Исы» — теофорное имя, характерное для тюрко-мусульманской среды, особенно у татар и башкир.

Суффикс -ов/-ев в фамилии Айсамутдинова — классическая русификация. Когда в XIX — начале XX века у народов Поволжья и Урала начали массово фиксировать фамилии по российскому образцу, к отцовскому имени добавляли русский патронимический суффикс. Так Айсамутдин превратился сначала в Айсамутдинов (сын Айсамутдина), а женская форма Айсамутдинова закрепилась за дочерьми и жёнами.

Географически фамилия тяготеет к Татарстану и Башкортостану, реже встречается у казахов и узбеков (там она обычно сохраняется без суффикса — Айсамутдинов). Интересная деталь: в дореволюционных записях можно встретить варианты написания «Айсамудинов» или «Айсаметдинов» — на слух тюркские говоры смягчали «т» в середине, и писарь записывал так, как слышал.

Сословно предки носительницы фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами из числа государственных (не крепостных) татар. Дворянских корней у фамилии нет — в Российской империи мусульманские фамилии с основой на «-дин» редко жаловали потомственным дворянством. Сегодня фамилия остаётся малочисленной: по открытым базам данных, в России её носят не более нескольких сотен человек, и почти все они — женщины, так как мужская форма (Айсамутдинов) встречается ещё реже.