Фамилия Давитулиани построена по грузинской словообразовательной модели — суффикс -иани (или -улиани) указывает на принадлежность к роду или местности. В основе лежит имя Давид, которое в Грузии и других православных странах было широко распространено благодаря почитанию библейского царя и пророка. Имя пришло из древнееврейского и означает «любимый». Носители фамилии, скорее всего, потомки человека по имени Давид, которого в документах или в быту записывали с грузинским патронимическим окончанием.

В истории православной традиции это имя связано с преподобным Давидом Солунским (Фессалоникийским). Известно, что он сначала подвизался в монастыре Пафнутия Боровского, а затем на долгие годы предпочёл уединение, отказавшись от мирской суеты и возносясь молитвами к Богу. Однако прямая связь фамилии с этим конкретным святым маловероятна — скорее, имя просто было популярным в крестьянской и городской среде.

Менее вероятная гипотеза связывает фамилию с грузинским словом davitni, которое переводится как «псалтырь». В этом случае фамилия могла бы указывать на церковную службу предка — псаломщика или певчего. Но такое объяснение встречается реже: суффикс -иани в грузинских фамилиях почти всегда образует отчества, а не названия предметов, поэтому версия с именем Давид выглядит убедительнее.

Фамилия Давитулиани — пример того, как грузинская ономастика сохраняет память о личном имени родоначальника, добавляя к нему типичный для региона родовой суффикс.