Фамилия Айтбулатова — редкий пример тюркского именования, где в одной основе соединились исламский календарь и воинский символ. Она образована от мужского имени Айтбулат, которое, в свою очередь, составное. Первая часть — тюркское «айт», то есть «праздник», особенно праздник разговения Ураза-байрам или жертвоприношения Курбан-байрам. Вторая часть — имя Булат, которое пришло из арабского языка: «булат» — это высокосортная сталь, та самая дамасская сталь, которая ценилась за прочность и остроту. Нарекая сына Айтбулатом, родители желали ему родиться в счастливый день и вырасти несгибаемым, как клинок, способным постоять за себя и родных.

Модель образования фамилии проста: к имени Айтбулат добавили типичный русский суффикс -ов (в женском роде — -ова), который в XVI–XIX веках стал основным способом оформления фамилий у разных народов Российской империи. Так имя превратилось в наследственное родовое прозвание. Фамилия Айтбулатова — женская форма; её мужской вариант — Айтбулатов.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически жили тюркские народы: Татарстан, Башкортостан, Оренбуржье, а также среди казахов и ногайцев. Встречается она нечасто, поэтому её носители, скорее всего, происходят из одного или нескольких родственных родов. Окончательно определить, из какой именно местности пошёл род и к какому сословию принадлежали первые Айтбулатовы — к крестьянам, казакам или купцам, — можно только через архивные метрические книги и ревизские сказки. Сама фамилия чётко указывает на имя прямого предка, который носил звучное и символичное имя Айтбулат.