Фамилия Фазылшина — это женская форма фамилии Фазылшин, а та, в свою очередь, образована от мужского имени Фазылша. Основа здесь — арабское имя Фазыл (Фадиль), которое означает «достойный», «превосходный», «обладающий достоинствами». Суффикс -ша в тюркских языках (особенно в татарском и башкирском) — это уменьшительно-ласкательная или почтительная форма, часто встречающаяся в именах. Получается, Фазылша — это «маленький Фазыл» или «уважаемый Фазыл», а фамилия буквально значит «принадлежащий потомку Фазылши».

Модель образования типична для татарских и башкирских фамилий: к имени добавляется русский патронимический суффикс -ин (аналог -ов/-ев, но для основ на -а, -я). В мужском роде — Фазылшин, в женском — Фазылшина. Такие фамилии массово закрепились в XVIII–XIX веках, когда после присоединения Поволжья и Приуралья к России местное население получало фамилии по отцу, часто через русскую канцелярию. Поэтому географически фамилия Фазылшина чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях.

Стоит различать Фазылшина и похожую фамилию Фазылов. Вторая образована напрямую от имени Фазыл без уменьшительного суффикса, через притяжательное окончание -ов. Фазылшин — более редкая, локальная форма, указывающая на конкретное прозвище или домашнее имя родоначальника. Встречаются и варианты написания с буквой «и» после «з» — Фазыльшин, но это уже результат адаптации в русской записи.

Никаких сведений о дворянском происхождении или принадлежности к высшим сословиям у этой фамилии нет. Скорее всего, предки носителей были крестьянами или ремесленниками, а сама фамилия осталась в среде татарского и башкирского крестьянства, где имя Фазылша было распространено как бытовое. Если искать однокоренные фамилии, то это Фазылов, Фазылзянов (с компонентом -зян — «душа»), а также более редкие Фазылханов и Фазылгареев — все они отталкиваются от того же арабского корня со значением «добродетель».