Фамилия Билялутдинов — мусульманская по происхождению, и её разбор стоит начать с имени, лёгшего в основу. Это Билялутдин — сложносоставное арабское имя, где первая часть «Билял» (араб. «Биляль») означает «влажный», «свежий», а вторая — «ад-Дин» — «религия», «вера». Вместе имя переводится как «свежесть веры» или «влага религии». Имя Биляль известно в исламе: так звали Биляля ибн Рабаха, сподвижника пророка Мухаммеда и первого муэдзина.

Русский суффикс -ов превратил восточное имя в фамилию по стандартной модели: Билялутдин → Билялутдинов. Такой способ образования типичен для татарских, башкирских и других тюрко-мусульманских фамилий, которые оформлялись по русскому образцу после вхождения этих народов в состав Российской империи. Приставка «сын» или «потомок» здесь не пишется, но подразумевается: Билялутдинов — потомок Билялутдина.

Интересная деталь: в татарской среде встречается вариант Билалутдинов, с одной «л». Это не ошибка, а отражение диалектного произношения или упрощения при записи в метриках. Оба написания равноправны, но форма через «и» и двойное «л» считается более близкой к арабскому оригиналу.

Географически фамилия распространена в Татарстане, Башкортостане, а также среди татарских общин Урала и Поволжья. Встречается и у крымских татар, но реже. Носители фамилии в XIX — начале XX века в основном были крестьянами или мещанами, реже — муллами и учителями при медресе, что логично: имя с религиозным корнем часто давали в семьях, связанных с исламским образованием.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: основа — личное имя, суффикс -ов указывает на принадлежность. Спорных версий здесь нет — это один из самых прямых случаев в русской ономастике, когда фамилия говорит сама за себя.