Фамилия Гайбадуллина — женская форма мужской фамилии Гайбадуллин. Её основа — арабское имя Гайбадулла, которое в тюркской среде (татары, башкиры) приобрело форму Гайбадулла. Разберём имя по составу: «гайб» (скрытый, тайный, невидимый) и «Аллах» (Бог). Вместе имя означает «тайна (или скрытая милость) Аллаха», «невидимый слуга Божий». В исламской традиции это имя указывало на сокровенность божественного промысла — человека так называли, подчёркивая, что его судьба и предназначение ведомы только Всевышнему.

Фамилия образована по стандартной для тюркских народов модели: к основе имени прибавили русский патронимический суффикс -ин (с усечением конечной гласной), а затем — окончание -а для женского рода. То есть Гайбадуллин — буквально «сын Гайбадуллы», а Гайбадуллина — «дочь (или жена) Гайбадуллы». Такая модель характерна для татарских и башкирских фамилий, которые начали массово фиксироваться в XIX веке после введения всеобщей переписи и паспортной системы. До этого люди часто обходились отчеством без закреплённой фамилии.

Географически фамилия Гайбадуллина (и её мужской вариант) наиболее типична для Татарстана, Башкортостана, а также для Оренбургской и Челябинской областей — регионов с компактным проживанием татар и башкир. Встречается она и у казахов, но реже, поскольку у них закрепилась иная система фамильных суффиксов (-улы, -кызы). Интересно, что в русских архивных записях XIX века можно найти варианты написания «Гайбадулин» (с одной «л») — это следствие упрощения при записи на слух, но основной корень остаётся тем же.

Однокоренные фамилии — Гайбатов, Гайбаев, Гайбуллин — образованы от сокращённых форм того же имени (Гайбат, Гайбай, Гайбулла). Все они указывают на общее происхождение из среды мусульманских общин Поволжья и Приуралья.