Фамилия Фазмутдинова — женская форма, а мужской вариант, Фазмутдинов, образован по самой распространённой в русском языке модели: от тюркского личного имени с помощью патронимического суффикса -ов. Основа здесь — сложносоставное арабское имя, которое в тюркской среде (особенно у татар и башкир) произносили как Фазмутдин или Фазлетдин. Классическая арабская форма — Фадл ад-Дин (فضل الدين), что переводится как «доблесть веры» или «достоинство религии». Первая часть, «фазл» (фадл), означает превосходство, милость, щедрость; вторая, «дин», — вера, религия. Таким образом, имя Фазмутдин — религиозное, с ярко выраженным исламским смыслом, и фамилия прямо наследует это значение.

Словообразовательная модель типична для русификации нерусских имён в Поволжье и на Урале. Суффикс -ов присоединялся к основе, оканчивающейся на согласный, и указывал на принадлежность: «сын Фазмутдина». Интересно, что в самом имени произошла фонетическая адаптация: арабское «фадл» в тюркском произношении часто переходило в «фазл» из-за озвончения, а конечное «-дин» могло звучать как «-тдин» под влиянием местных диалектов. Поэтому встречаются варианты Фазлетдинов, Фазлитдинов — все они восходят к одному корню.

Географически фамилия Фазмутдиновы (и Фазмутдинова) распространена прежде всего среди татар и башкир, особенно в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях. Встречается и у представителей других тюркских народов, но реже. По сословному происхождению носители этой фамилии в XIX — начале XX века относились к крестьянам или мещанам, реже — к купечеству или духовенству, поскольку имя Фазмутдин давали не только муллам, но и мирянам как благочестивое.

Редкость фамилии в том, что её основа содержит двойной тюркско-арабский фонетический сдвиг: «фадл» → «фазл» и добавление «-т-» перед «-дин». Это отличает её от более частых форм вроде Фазлиев или Фазлутдинов. Если искать однокоренные фамилии, то в той же среде бытуют Фазлетдинов (с гласной «е»), Фазлиахметов (где вторая часть — другое имя) и просто Фазлов. Но Фазмутдинова стоит особняком — она сохранила архаичный вариант произношения, который в современном татарском языке уже практически вытеснен формой Фазлетдин.