Фамилия Байдильдина — женская форма, мужской вариант — Байдильдин. В основе лежит тюркское мужское имя Байдильда. Оно составное: «бай» (богатый, могущественный, господин) и «дильда» — форма, восходящая к арабскому «дильда» (сердце, душа) или, что вероятнее, к тюркскому глаголу со значением «был найден», «нашелся». В итоге имя Байдильда можно понять и как «богатое сердце», и как «нашедший богатство», но в бытовой ономастике оно чаще означало «богатство, данное Богом» или «желанный, долгожданный ребенок, посланный свыше».

Фамилия образована по русской модели: к основе имени Байдильд- добавлен суффикс -ин, который указывает на принадлежность. Буква «н» на конце — стандартное окончание мужского рода. Байдильдин, таким образом, означает «сын Байдильды» или «из рода Байдильды». Такие фамилии на -ин характерны для русского населения Поволжья, Урала и Сибири, где издавна жили тюркские народы, а также для крещёных татар, башкир и казахов, чьи имена адаптировались под русскую фамильную систему.

Сам корень «бай» — один из самых продуктивных в тюркском именослове. От него образованы десятки фамилий: Байков, Баймурзин, Байтурин, Байгазин. Фамилия Байдильдина встречается реже, чем однокоренные, и это говорит о том, что имя Байдильда не было повсеместным, а бытовало в определённых родах, возможно, в среде казахских или ногайских племён. Поскольку фамилия несёт в себе имя с пожелательной семантикой (ребёнок как дар), предки носительницы фамилии, скорее всего, были простыми людьми — скотоводами или земледельцами, для которых рождение сына было особенно ценным событием.

Географически фамилия тяготеет к Оренбургской области, Башкортостану и северному Казахстану. Встречается и в центральной России, но как результат миграций XX века. Фактов о дворянском происхождении или принадлежности к известным историческим родам нет — это фамилия крестьянского или казачьего сословия, что типично для фамилий на -ин от тюркских имён.