Фамилия Байбуллина — женская форма мужской фамилии Байбуллин, и её происхождение напрямую связано с тюркскими языками, прежде всего с татарским и башкирским. Основа фамилии — составное имя Байбулла, где первая часть «бай» означает «богатый», «господин», «хозяин», а вторая — арабское «булла» (вариант «Абдулла»), то есть «раб Аллаха». В целом имя Байбулла переводится как «богатый раб Аллаха» или «господин, служащий Богу». Такое сочетание богатства и смирения перед Богом типично для мусульманских имён, где «бай» часто добавляли для благопожелания.

Модель образования фамилии простая: к основе Байбулл- добавляется русский патронимический суффикс -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — Байбуллин, то есть сын Байбуллы. Для женщин форма меняется на Байбуллина. Это одна из самых распространённых моделей для фамилий тюркского происхождения в России, где исходное имя адаптировали под русскую грамматику.

Географически фамилия Байбуллина чаще всего встречается среди татар и башкир, особенно в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской, Челябинской и Самарской областях. Носители фамилии — потомки людей, носивших личное имя Байбулла. В дореволюционной России это были в основном крестьяне и торговцы, но сословная принадлежность не закреплена в самой фамилии — она указывает лишь на имя предка, а не на ремесло или статус.

Стоит отметить, что в русских документах XIX века фамилию могли записывать с вариациями: Байбулин, Байбуллин, иногда с двойным «л» и одним «н» на конце. Современное написание Байбуллина закрепилось в советское время при паспортизации, когда унифицировали окончания. Если сравнивать с однокоренными фамилиями (Байбулатов, Байбеков), то Байбуллин стоит особняком из-за второй части имени «булла» — она прямо отсылает к религиозному контексту, что делает фамилию не просто прозвищной, а изначально именной, с мусульманским подтекстом.