Фамилия Фатхлисламов — одна из тех, что сразу выдают мусульманское происхождение. Её основа — сложное арабское имя Фатхлислам, которое состоит из двух корней: «фатх» (победа, открытие, завоевание) и «ислам» (предание себя Богу, название религии). Вместе имя означает «победа ислама» или «торжество веры». Такие составные имена с элементом «фатх» были популярны в тюрко-татарской среде, особенно среди волго-уральских татар и башкир, и часто давались мальчикам в знак религиозного рвения или в честь важных событий.

Фамилия образована по русской модели: к основе Фатхлислам добавили патронимический суффикс -ов, который в XVI–XIX веках закрепился у многих нерусских народов империи при оформлении официальных фамилий. Собственно, это не фамилия в исконном смысле, а «сын Фатхлислама». Встречаются и варианты без суффикса — Фатхлислам, но они редки; в русскоязычной записи преобладает именно форма на -ов.

Географически Фатхлисламовы — почти поголовно жители Татарстана, Башкортостана, Оренбургской и Челябинской областей, то есть регионов, где издавна селились татары и башкиры. Фамилия нечастая, но вполне узнаваемая в этих краях. По сословной принадлежности предки могли быть как крестьянами, так и торговцами или духовными лицами — имя Фатхлислам нередко давали в семьях мулл и уважаемых прихожан, хотя строгой закономерности тут нет.

Словообразовательная модель проста: арабское имя → тюркская огласовка → русский суффикс -ов. Никаких редких суффиксов или диалектных особенностей здесь нет, что делает фамилию типичным примером адаптации мусульманского имени в российской паспортной системе XIX века. Если встретите однокоренные фамилии — Фатхуллин, Фаттахов, — они образованы от других форм того же корня «фатх», но не от составного имени.