Фамилия Айзатулин образована от восточного мужского имени Айзатула. Это составное имя, которое объединяет два корня. Первый — Айзат, в тюркских языках означает «ребенок красивый, как луна» (от «ай» — луна). Второй — Улла, арабская форма со значением «Аллах» (в родительном падеже). В целом имя Айзатула можно перевести как «красота, дарованная Аллахом» или «лунный свет Аллаха».

Фамилия сформировалась по русской модели патронимов: к основе Айзатул- добавили суффикс -ин, указывающий на принадлежность. Буквально Айзатулин — «сын Айзатулы». Такая модель типична для фамилий, возникших в среде крещёных татар или башкир в XIX — начале XX века, когда тюркские имена оформлялись по русскому образцу.

Географически фамилия встречается преимущественно в Татарстане и Башкортостане, а также среди татарской диаспоры в других регионах России. Встречаются варианты написания: Айзатуллин (с удвоенной «л») — более точная транслитерация арабского написания, где «улла» произносится с долгим согласным. Однако в русских документах закрепилась форма с одной «л».

Редкий суффикс -ин в сочетании с восточной основой указывает на то, что фамилия не была массовой: она принадлежала конкретному роду, а не целому селу или сословию. Если предок носил имя Айзатула, он, скорее всего, был человеком верующим — имя с корнем «улла» давали в семьях, подчёркивающих религиозность.