Фамилия Фатхулбаянова — редкий пример сложносоставной фамилии тюрко-арабского происхождения, которую принесли на Русь вместе с исламом. Она образована от мужского имени Фатхулбаян, которое, в свою очередь, состоит из двух арабских корней: «фатх» (победа, открытие) и «баян» (разъяснение, ясность). В буквальном смысле имя означает «победа разъяснения» или «открытие истины», что в мусульманской традиции часто отсылает к Корану как к ясному откровению.

Основа фамилии — полное имя, а не прозвище или профессия. Это указывает на то, что родоначальник, скорее всего, был человеком грамотным и религиозным: муллой, учителем или книжником. В среде татар и башкир такие длинные, составные имена (Фатхулбаян, Фатхулла, Баязит) давали в семьях, где ценили учёность и стремились подчеркнуть связь с арабской письменной культурой. Суффикс «-ова» — чисто русский, он появился уже в документах XIX–XX веков, когда фамилию адаптировали к русской грамматике.

Географически фамилия Фатхулбаянова почти наверняка привязана к регионам с традиционно мусульманским населением — Татарстану, Башкортостану или западносибирским татарам. Встречается она крайне редко, и это делает её ценным маркером: носители такой фамилии почти наверняка составляют одну большую или несколько небольших родственных ветвей. Если искать однокоренные варианты, то рядом окажутся Фатхуллины, Фатхутдиновы и Баяновы — но именно форма Фатхулбаянова удерживает полное имя, а не сокращает его до первого слога.

В социальном плане фамилия не принадлежала ни дворянству, ни крестьянству в классическом русском понимании. Её носители — выходцы из сословия служилых татар, торговцев или духовенства. В метрических книгах и ревизских сказках XIX века такая фамилия могла писаться по-разному: Фатхулбаянов, Фатхулбаянова, иногда с ошибкой в первом слоге («Фаткулбаянова»). Вариативность написания — ещё одно доказательство, что имя было живым, а не книжным.