Фамилия Диниуллина образована по очень продуктивной для татарской и башкирской ономастики модели — от мужского имени с арабским корнем. В её основе лежит имя Диниулла, которое составлено из двух частей: «дин» (вера, религия) и «улла» (Аллах). В буквальном переводе это имя означает «вера Аллаха» или «религия Аллаха» — типичный теофорный антропоним, прославляющий Бога через имя человека. Такие имена были особенно популярны среди мусульман Поволжья и Приуралья в XVIII–XIX веках.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: «Диниуллина» — это «дочь (или жена) Диниуллы». В русской паспортной системе женская форма фамилии закрепилась как неизменяемая, а мужской вариант — Диниуллин. Географически фамилия распространена в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях — регионах, где исторически жили татары и башкиры.

Менее вероятна, но возможна версия, что основа — не имя, а прозвище от диалектного слова. В некоторых тюркских говорах «дини» могло означать «спокойный», «тихий», а «улла» — усилительная частица. Тогда прозвище Диниулла могло закрепиться за человеком с покладистым нравом. Однако эта гипотеза слабее, потому что в мусульманской традиции именования компонент «улла» почти всегда указывает на имя, а не на бытовое прозвище.

С точки зрения социального контекста, носители фамилии Диниуллины — это потомки крещёных или некрещёных татар, а также башкир. До революции обладатели такой фамилии могли быть как крестьянами, так и муллами или торговцами, поскольку имя Диниулла не несло сословной окраски. В советское время фамилия не менялась, и её арабская основа не подвергалась русификации, в отличие от многих других, где окончания заменяли на -ов и -ев.