Фамилия Багоутдинов — один из тех случаев, когда форма на -ов скрывает имя, которое старше самой фамилии на несколько столетий. Перед нами типичный пример «русификации» арабского по происхождению имени через татарскую или башкирскую среду. Основа здесь — Багаутдин (или Багоутдин в просторечной записи), что восходит к арабскому Баха ад-Дин (بهاء الدين) — «красота веры», «блеск религии». Суффикс -ов (а не -ин) указывает на то, что фамилия складывалась в среде, где русский патронимический формант присоединяли к тюркским именам, не меняя их окончания.

По модели образования фамилия Багоутдинов — «сын Багаутдина». Её несли потомки человека, которого при крещении или в официальных документах записали как Багоутдин. Важно, что огласовка «о» во втором слоге (Багоутдин вместо более точного Багаутдин) — это особенность татарского произношения или местного диалекта, где а после твёрдых согласных переходит в о. Такая черта встречается в фамилиях, закреплённых в Закамье, на юго-востоке Татарстана и в Башкортостане.

Социальный контекст этой фамилии — почти всегда мусульманское духовенство, торговцы или зажиточные крестьяне. В Российской империи XVIII–XIX веков имена с корнем «дин» (вера) часто давали в семьях мулл и учителей медресе. Багаутдин — не бытовое прозвище, а книжное, богословское имя. Поэтому носители фамилии Багоутдиновы с большой вероятностью происходят из среды татарских или башкирских имамов, либо из тех, кто получил образование в медресе.

В отличие от массовых фамилий на -ов от простых имён (Ахметов, Ибрагимов), Багоутдинов — более редкая и семантически нагруженная. Её аналог среди русских фамилий — Богоявленский или Благовещенский: тоже «религиозная» основа, но переданная через личное имя, а не через храмовый топоним. Географически фамилия встречается в основном в Татарстане, Башкортостане, а также в Челябинской и Оренбургской областях — в местах расселения татар и башкир.

Если смотреть на написание: в дореволюционных метрических книгах можно встретить варианты «Багаутдинов» и «Багавутдинов» — через «в» вместо «у» (влияние арабской графики, где буква вав звучит и как «у», и как «в»). Современная форма Багоутдинов — результат орфографической фиксации конца XIX века, когда приказные писцы записывали имя на слух, не заботясь о точной передаче арабского оригинала.