Фамилия Багрутдинова — вариант женской формы от мужской фамилии Багрутдинов, которая восходит к арабскому имени Багрутдин. Это составное имя: первая часть «багр» (или «бахр») означает «море», а вторая — «дин» (вера, религия). В буквальном смысле имя можно перевести как «море веры» или «океан религии», что в мусульманской традиции указывает на широту знаний, глубину благочестия или щедрость души. Имена с корнем «дин» (Нурутдин, Сайфутдин, Шамсутдин) широко распространены у татар, башкир и других тюркоязычных народов, исповедующих ислам.

Фамилия образована по стандартной для татарских и башкирских фамилий модели: к основе имени (Багрутдин) добавляется русский патронимический суффикс -ов, который адаптировал мусульманское имя под русскую грамматику. В результате Багрутдинов буквально означает «потомок Багрутдина». Женская форма Багрутдинова — это грамматическое согласование по роду, характерное для русских фамилий, заимствованных тюркскими народами.

Географически фамилия наиболее вероятна в среде казанских татар, башкир или у татар-мишарей. В дореволюционных метрических книгах и записях такие фамилии встречаются в основном в Казанской, Уфимской, Оренбургской губерниях. Стоит отметить, что в отличие от многих русских фамилий, заканчивающихся на -ин (например, Кузьмин), здесь использован суффикс -ов, что типично для фамилий, образованных от основ на твердый согласный.

Редкость фамилии Багрутдинова объясняется тем, что имя Багрутдин само по себе не столь частое, как, скажем, Габдулла или Миннебай. Встречаются также варианты написания с буквой «х» — Бахрутдинов, что связано с особенностями произношения арабского звука «х» в тюркских языках. Оба написания фиксируются в документах, но вариант с «г» (Багрутдинов) указывает на более русифицированное произношение, где гортанный звук заменился на взрывной «г».