Фамилия Айтмурзин происходит от составного тюркского имени Айтмурза. В основе лежат два слова: «айт» (праздник) и «мурза» (сын эмира, представитель знатного рода, «белая кость»). Таким образом, имя Айтмурза буквально означало «праздничный мурза» или «знатный, рождённый в праздник». Это имя давали мальчику, появившемуся на свет в день большого торжества, — например, на Курбан-айт или Ураза-айт. Такая практика была распространена у многих тюркских народов, где имя фиксировало памятное событие.

Фамилия образована по русской модели с патронимическим суффиксом -ин, который присоединялся к основам на -а. В данном случае суффикс добавили к имени Айтмурза, и фамилия стала означать «потомок Айтмурзы». Это типичный способ русификации тюркских имён в XVI–XIX веках, когда при документальном оформлении к имени отца прибавляли русское окончание.

Слово «мурза» — важная социальная метка. В тюркской иерархии мурзами называли потомков эмиров, то есть людей с наследственным привилегированным статусом. Поэтому, хотя фамилия Айтмурзин не говорит напрямую о дворянском происхождении её носителей в Российской империи, основа имени указывает на то, что предки относились к знатной или военно-служилой среде в своих родных землях.

Географически фамилия чаще всего встречается среди башкир, татар и казахов. В Башкортостане и соседних регионах до сих пор бытует имя Айтмурза, от которого фамилия и образована. Редкость суффикса -ин в сочетании с тюркским именем на -а делает эту фамилию отличной от более массовых Айтмурзиевых (с суффиксом -ев), которые могли возникнуть позже или в другой среде.