Фамилия Фатахутдинов — одна из тех, что сразу указывает на исламские корни и тюркскую или татарскую среду бытования. Её основа — арабское имя Фатахутдин, которое переводится как «победа веры» или «открытие (ключи) религии». Первая часть, «фатах», означает победу, открытие, а «ут-дин» — веру, религию. Таким образом, имя-основа несло ярко выраженный религиозный смысл, прославляя торжество ислама.

Обратим внимание на суффикс. Фатахутдинов образован по русской модели с суффиксом -ов, что типично для фамилий, возникших у татар, башкир и других народов Поволжья и Урала после вхождения в состав Российского государства. Этот суффикс присоединялся к именам собственным, превращая их в фамилии: «чей?» — Фатахутдинов, то есть потомок Фатахутдина. Интересно, что фамилия могла закрепиться и в форме Фатахутдинов, и в более редком варианте Фатахутдинов (с ударением на последний слог), что зависит от местного говора.

Географически фамилия наиболее распространена среди татар, особенно казанских, а также встречается у башкир и некоторых народов Кавказа. Встречаются и однокоренные варианты: Фатахов, Фаттахов, Утдинов — они образованы от сокращённых или иных форм того же корня. В дореволюционной России носители фамилии чаще всего принадлежали к сословию государственных крестьян или мещан, реже — к купечеству и духовенству, так как имя Фатахутдин нередко давали муллам и религиозным деятелям.

В советское время фамилия не утратила связи с исламским миром, но стала восприниматься как обычная татарская фамилия, без обязательной религиозной окраски. Сегодня Фатахутдиновых можно встретить по всей России, особенно в Татарстане, Башкортостане, а также в крупных городах, куда мигрировало население в XX веке.