Фамилия Габдульбаянова — редкий случай, когда в одной основе соединились два арабских корня, пришедших в русский язык через татарскую и башкирскую ономастику. Разобрать её лучше не с суффикса, а с самого начала: с полного мужского имени Габдульбаян, от которого она образована.

Первая часть имени — Габдуль — это искажённое в тюркской передаче арабское «абд уль», то есть «раб (Всевышнего)». Вторая часть — Баян — восходит к арабскому глаголу «бана» (быть ясным, объяснять). В исламской традиции «аль-Баян» — одно из имён-эпитетов, означающее «разъясняющий», «очевидный». Полное имя Габдульбаян, таким образом, переводится как «раб Разъясняющего», то есть «раб Того, Кто делает очевидным» (Бога). Это имя из разряда тех, что прямо указывают на религиозное смирение.

Фамилия образована по стандартной для Поволжья и Приуралья модели: к мужскому имени добавили русский патронимический суффикс -ов (в женском роде -ова). Сначала появилось отчество Габдульбаянович, которое затем закрепилось как фамилия. Суффикс -ов здесь — не указание на русское происхождение, а показатель того, что фамилия оформлялась в русскоязычной среде (в метриках, ревизских сказках) в XIX — начале XX века.

Географически фамилия тяготеет к территориям, где плотно живут татары и башкиры: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская и Челябинская области. Встречается она редко, потому что исходное имя Габдульбаян само по себе не было массовым. Это составное имя с длинной цепочкой звуков, которое в быту часто сокращали до Баян или Габдул.

Родственные фамилии — Габдульбаев, Баянов, Габдуллин, Габдульвалеев. Но Габдульбаянова стоит особняком: она сохранила полную, нередуцированную форму имени, что говорит о сравнительно позднем закреплении фамилии (скорее всего, в конце XIX века) и о том, что носители дорожили точным звучанием родового имени. Предки носительницы этой фамилии, скорее всего, были сельскими жителями из числа служилых татар или башкир-вотчинников, которые получили фамилию по имени отца при переписях или призыве на военную службу.