Фамилия Батрутдинова образована от мужского имени Батрутдин. В этом имени соединились два элемента: Батрус (арабский аналог имени Петр, что в переводе с греческого означает «камень») и ад-Дин («верящий», «религия»). Таким образом, имя Батрутдин можно истолковать как «камень веры» — образное, сильное именование, распространённое в мусульманской среде.

Суффикс -ов в фамилии Батрутдинова указывает на классическую русскую модель образования: «чей?» — «сын Батрутдина». При этом сама основа фамилии — тюрко-арабская, что типично для фамилий татарского и башкирского происхождения. В этих культурах имена с компонентом «дин» (вера) особенно популярны: Ахметдин, Гайнутдин, Сафиуллин. Фамилия Батрутдиновых стоит в одном ряду с ними, но выделяется редкостью первого корня — Батрус.

Процесс формирования фамилий у народов Поволжья и Приуралья был длительным. Окончательно говорить о точном месте и времени возникновения рода Батрутдиновых можно лишь на основании генеалогических исследований. Однако с высокой долей вероятности предки носителей этой фамилии были либо муллами, либо людьми, получившими духовное образование, — имя Батрутдин чаще давали в семьях, где ценили религиозную учёность.

В написании фамилии встречается вариант Батрутдинов (для мужчин), а женская форма Батрутдинова сохраняет ту же основу. Ударение, как правило, падает на последний слог: Батрутди́нова.