Фамилия Балягутдинов — редкий пример, где за русским по форме суффиксом -ов стоит сложная тюрко-персидская основа. Вопреки возможному предположению, она не связана с русским словом «баляга» или диалектным «баляс». Её корень — арабское имя собственное Балягутдин, которое состоит из двух частей: «баляг» (от арабского «баляга» — «достижение, зрелость, совершенство») и «дин» (вера, религия). В сумме имя означает «достижение веры» или «совершенство религии». Такие сложносоставные имена с компонентом -утдин/-етдин типичны для мусульманской ономастики Поволжья и Приуралья: достаточно вспомнить фамилии Валиутдинов, Сафиутдинов, Шарафутдинов.

Модель образования фамилии проста: русский патронимический суффикс -ов присоединили к тюркскому имени Балягутдин, что буквально значит «сын Балягутдина». Фамилия могла возникнуть в среде татар, башкир или представителей других тюркских народов, исповедующих ислам, в период массовой русификации имён в XIX — начале XX века. Тогда многие мусульмане, переходя в русское сословие или оформляя документы, получали фамилии по отцу по русскому образцу.

Географически фамилия Балягутдинов тяготеет к Татарстану, Башкортостану и Оренбургской области. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках она почти не встречается — это говорит о её относительно позднем закреплении, вероятно, уже после 1917 года. Встречаются варианты написания: Бялягутдинов, Балагутдинов, но форма с «а» в первом слоге — основная.

С точки зрения социального контекста, носители фамилии происходили из крестьян или мещан, редко из духовенства: имя Балягутдин больше характерно для мирян, а не для мулл, у которых были популярны имена вроде Абдуллы или Мухаммеда. Сегодня фамилия остаётся малочисленной, но устойчивой — её обладатели живут в основном в сельских районах Татарстана и Башкортостана.