Фамилия Гаязутдинова — женская форма мужской фамилии Гаязутдинов. Она образована по самой распространённой в русском языке модели: к основе (имени или прозвищу) добавляется суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — из семьи Гаязутдинова). В русской традиции такие фамилии закрепились за потомками человека, носившего исходное имя.

Основа фамилии — арабское составное имя Гаязутдин. Оно распадается на две части: «гаяз» (араб. غياث — помощь, спасение) и «ад-дин» (араб. الدين — вера, религия). Вместе имя означает «помощь веры» или «спаситель религии». Это теофорное имя, то есть прославляющее Бога через его атрибуты: Аллах — податель помощи верующим. Имена с корнем «дин» (религия) — Нурутдин (свет веры), Саадутдин (счастье веры) — типичны для мусульманского мира, особенно в среде татар, башкир и народов Кавказа.

Формант -ов в фамилии Гаязутдинов — чисто русский, что указывает на длительное бытование фамилии в среде, где русский язык был официальным. Такие фамилии массово фиксировались у тюркских народов Российской империи в XIX — начале XX века, когда при переписях и в документах мусульманские имена «русифицировали», добавляя суффиксы. Поэтому носители фамилии — почти наверняка потомки татар, башкир или представителей других тюркских этносов, принявших русскую фамильную модель.

Географически фамилия Гаязутдинова распространена в Татарстане, Башкортостане, а также в регионах с компактным проживанием татар (Челябинская, Оренбургская, Ульяновская области). Встречается и среди кавказских народов, но реже: там чаще сохраняют окончание без -ов (просто Гаязутдинов или Гаязутдинов в мужской форме). Женская форма на -а в русском языке — обязательное склонение, поэтому в быту и документах она неотделима от мужского варианта.

Интересная деталь: в дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках фамилия могла записываться через «и» — Гаязутдинов, что отражало местное произношение с редуцированным гласным. Сейчас нормативным считается написание через «я» в первом слоге, хотя в разговорной речи иногда встречается вариант «Гаязутдинов» с ударением на второй слог.