Фамилия Габайдулина — это не самостоятельное образование, а фонетический и орфографический вариант более распространённой фамилии Губайдуллина. Разница в первой гласной (А вместо У) возникла из-за особенностей произношения в некоторых говорах или при записи фамилии в официальных документах: звук «у» в безударной позиции мог редуцироваться и передаваться на письме как «а». Обе формы восходят к одному и тому же арабскому мужскому имени Губайдулла, которое состоит из двух корней: «губайд» (уменьшительная форма от «абд» — раб) и «Аллах». Полное значение имени — «маленький раб Аллаха», то есть смиренный и преданный слуга Бога. В исламской традиции такие имена подчёркивают религиозное благочестие.

Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: Габайдулин — «сын Габайдуллы», а женская форма Габайдулина — «дочь» или «жена» Габайдулина. По модели образования это типичная русская патронимическая фамилия, адаптированная из тюрко-татарской среды. Сами по себе фамилии на -ин/-ына широко распространены в Поволжье и на Урале, где веками жили татары и башкиры, принимавшие православие или сохранявшие мусульманские имена, но оформлявшие фамилии по русскому образцу.

Из носителей однокоренных фамилий наиболее известна София Губайдуллина — всемирно признанный композитор-экспериментатор, чьё творчество повлияло на академическую музыку XX–XXI веков. Её фамилия закрепилась в форме с «у», но в быту и в разных регионах России встречается и вариант Габайдулина.

Точное место и время возникновения рода Габайдулиных установить без генеалогического исследования невозможно: процесс формирования фамилий у татар и башкир растянулся на несколько столетий и завершился лишь к концу XIX века. Однако можно уверенно сказать, что предки носителей этой фамилии были людьми верующими, и имя Губайдулла давалось ребёнку как знак религиозного посвящения.