Фамилия Байдуллина — женская форма фамилии Байдуллин, и её разбор стоит начать с мужского варианта, потому что именно он хранит ключ к происхождению. В основе фамилии лежит тюркское составное имя Байдулла. Первая часть, «бай», в тюркских языках означает «богатый», «знатный», «господин». Вторая часть — «улла» — это арабское слово «Аллах», имя Бога. Таким образом, Байдулла дословно переводится как «богатство Аллаха» или «богатый (благодатью) Аллаха». Это теофорное имя, то есть имя, включающее в себя имя Бога, что было распространено в мусульманской культуре Поволжья и Средней Азии.

Модель образования фамилии проста и типична для русского языка: к основе имени Байдулла добавили патронимический суффикс -ин, который отвечает на вопрос «чей?» и указывает на принадлежность к роду. Байдуллин — «сын Байдуллы». Женская форма Байдуллина образована по тому же правилу: окончание -а указывает на женский пол носительницы. Такая схема встречается у сотен тысяч русских фамилий от тюркских корней, например, Абдуллин, Каримуллин.

Географически фамилия Байдуллина (и Байдуллин) наиболее частотна среди татар и башкир, а также встречается у казахов. Это указывает на регион происхождения: Волго-Уральский регион, в первую очередь территории современного Татарстана и Башкортостана. В дореволюционной России носители такой фамилии относились в основном к крестьянскому или торговому сословию, но никаких точных данных о сословной принадлежности конкретно этой ветви нет.

Интересная деталь: в некоторых говорах татарского языка имя Байдулла могло звучать как Байдулла́ с ударением на последний слог, но в русской фамилии ударение чаще смещается на второй слог: Байду́ллина. В отличие от многих фамилий, у которых есть несколько версий происхождения (например, от профессии или прозвища), здесь спор практически отсутствует: все ономасты сходятся на том, что корень — личное имя Байдулла.