Фамилия Фатхудинов — одна из тех, что прямо выдают мусульманское происхождение, причём не просто арабское или тюркское, а конкретно татарское или башкирское. Её основа — арабское мужское имя Фатхуддин. Оно составное: «фатх» переводится как «победа», а «ддин» — «вера» (религия). Вместе имя означает «победа веры» или «торжество религии». В исламской среде такие имена с корнем «ддин» (религия) — Нуртдин, Сайфутдинов, Гайнутдинов — весьма распространены, и Фатхуддин стоит в том же ряду.

Русский суффикс -ов присоединился к имени уже в России, когда татары и башкиры начали массово получать фамилии в XIX — начале XX века. По модели «имя + ов» образована подавляющая часть русских фамилий, но здесь она легла на нерусскую основу, что типично для Поволжья и Приуралья. Суффикс -ин в этой фамилии не появился, хотя мог бы, если бы основа оканчивалась на -а или -я. Форма Фатхудинов — стандартная для патронимических фамилий: «чей?» — «Фатхуддинов сын», то есть потомок человека по имени Фатхуддин.

Интересная деталь: имя Фатхуддин часто записывали в метриках по-разному. Встречаются варианты Фатхудин, Фатхетдин, Фахрутдин. От них пошли однокоренные фамилии — Фатхутдинов, Фахрутдинов, Фатхетдинов. Все они звучат похоже, но различаются огласовкой корня. Фатхудинов — более редкий вариант, чем, скажем, Фатхутдинов, но географически они пересекаются: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область.

Носители фамилии Фатхудинов в большинстве своём — потомки крещёных или не крещёных татар, а также башкир. Сословная принадлежность предков могла быть разной: от крестьян до мулл и торговцев, но фамилия не даёт точных указаний на социальный статус. Она лишь сообщает, что родоначальник носил имя, которое давали в честь религиозной доблести — «победа веры». Это имя мог получить мальчик в семье, где ждали торжества ислама, или в память о каком-то событии, связанном с защитой веры.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: корень «фатхуддин» + суффикс принадлежности -ов. Ударение в русском языке обычно падает на третий слог — ФатхудИнов, хотя в татарском произношении ударение может смещаться на первый слог. В документах и бытовой речи встречаются ошибки: пишут «Фатхудинов» через «е» или путают с «Фатхутдиновым», но это разные фамилии, хоть и одного корня.