Фамилия Фатхуллоев — яркий пример того, как русская словообразовательная модель «обжила» имя из арабского мира. В основе лежит мужское личное имя Фатхулло, которое состоит из двух арабских корней: «фатх» (победа, открытие) и «Аллах» (Бог). В сумме имя означает «победа Аллаха» или «открытое Богом». Это теофорное, то есть божественное по смыслу, имя, распространённое у народов, исповедующих ислам, особенно у таджиков и узбеков.

Фамилия образована по русскому патронимическому типу: к основе Фатхулло добавили суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей сын?» — Фатхуллоев). Финальный «о» в имени перед суффиксом выпал, что типично для заимствованных основ. Встречается и вариант Фатхуллаев, где основа сохраняет полную форму имени, но это менее частотное написание. Суффикс -ев, а не более привычный -ов, объясняется тем, что основа оканчивается на мягкий согласный или гласный (в русской адаптации — на «о»), что по правилам требует именно -ев.

Географически фамилия Фатхуллоев плотно привязана к Центральной Азии, прежде всего к Таджикистану и Узбекистану, а также к таджикским диаспорам в России. В русской среде она не встречалась в сословном значении (дворянство, купечество), поскольку появилась в результате массового учёта мусульманского населения в советское время, когда фамилии по имени отца стали фиксировать в паспортах.

Интересная деталь: в отличие от многих русских фамилий, где суффикс -ев может указывать на прозвище или ремесло, здесь он выполняет чисто грамматическую функцию — превращает восточное имя в фамилию, понятную в русской бюрократической системе. Поэтому носитель фамилии Фатхуллоев с высокой вероятностью происходит из семьи, где имя Фатхулло давалось в честь религиозного или уважаемого предка, а не из-за профессии или внешности.