Фамилия Галлямутдинов — одна из тех, где корень виден почти без словаря, но неподготовленный глаз может споткнуться о двойное «л» и неожиданное «м» в середине. На самом деле перед нами классическая тюрко-персидская антропонимическая модель, перекроенная русским суффиксом принадлежности.

Основа — мужское арабское имя Галлямутдин (Галлямютдин). Оно составное: «галлям» (от арабского «алим» — знающий, учёный) и «ад-дин» (вера, религия). В сумме — «учёный в делах веры», «знаток религии». Имя это — вариант более известного Алимутдин или Галляметдин, распространённого у татар и башкир. Русский суффикс -ов добавили в XIX веке при записи фамилий, чтобы превратить имя в наследственное: «сын Галлямутдина».

Интересная деталь — написание с двойным «л». В татарском языке арабское «галям» часто передаётся с одним «л» (Галям), но под влиянием произношения или орфографической привычки вторая «л» закрепилась. Встречаются и варианты Галляметдинов, Галяметдинов — это не ошибки, а диалектные или канцелярские колебания XIX — начала XX века.

Географически фамилия почти наверняка ведёт в среду волго-уральских татар или башкир. Судя по модели (арабское имя + тюркская огласовка + русский суффикс), носители — потомки мулл, шакирдов (учеников медресе) или просто грамотных крестьян, получивших имя при рождении в честь религиозного учёного. Сословно — почти всегда бывшие государственные крестьяне или мещане, реже купцы: дворянства среди Галлямутдиновых не было, фамилия не аристократическая, а «народная».

Ономастические словари специально эту фамилию не разбирают, но она легко ложится в схему, описанную у Б. Унбегауна для тюркских фамилий на -ов: исходное личное имя арабского корня, адаптированное татарским произношением. Если искать аналоги — то же строение у фамилий Халимутдинов, Саляхутдинов, Шамсутдинов. Разница только в первом корне: у Галлямутдинова — «учёность», у других — «достоинство», «праведность» или «солнце веры».