Фамилия Гатитулина — женская форма мужской фамилии Гатитулин, а её основа восходит к арабскому имени Гатаулла (вариант — Гататулла). В переводе с арабского это имя означает «милость Аллаха» или «дар Божий». Такие имена были распространены среди мусульманских народов Российской империи, особенно у татар и башкир, где они сохранили свою популярность и после крещения отдельных групп населения. Фамилия образована по продуктивной для тюркских языков модели: к имени Гатаулла добавляется патронимический суффикс -ин (в русской адаптации), указывающий на принадлежность к роду — «сын Гатауллы». В татарской среде нередко встречается вариант Гатитуллин, где двойное «л» отражает более точное произношение исходного имени.

Географически фамилия Гатитулина наиболее характерна для Татарстана, Башкортостана, а также для регионов с компактным проживанием татар — Оренбургской, Челябинской, Ульяновской областей. Встречается она и в казахской среде, что объясняется общим исламским культурным фоном и схожими антропонимическими традициями. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках носители этой фамилии чаще всего записаны как крестьяне или мещане, реже — как купцы, что типично для фамилий, образованных от мусульманских имён в Волго-Уральском регионе.

Сложность в разборе корня состоит в том, что первая часть фамилии («Гати-») может быть ошибочно принята за тюркское слово «гати» (от араб. «кати» — строгий, режущий), но это неверно: основа здесь — полное имя Гатаулла, просто в бытовой речи оно могло сокращаться до Гата или Гати. Суффикс -тулин (-туллин) — это не отдельная морфема, а часть имени, перешедшая в фамилию целиком. Поэтому этимологически фамилия Гатитулина прозрачна: она прямо указывает на имя предка, означавшее «милость Божья», и не содержит скрытых прозвищ или ремесленных отсылок.

Среди современных носителей фамилии можно встретить людей разных профессий, но исторически предки Гатитулиных не имели закреплённого сословного статуса — они были обычными сельскими жителями, земледельцами или скотоводами. Фамилия не относится к числу очень редких, но и не входит в первую сотню распространённых татарских фамилий: её частотность оценивается как средняя, с концентрацией в нескольких районах Татарстана.