Фамилия Гайнельзянова — редкая, и её разбор сразу ставит перед исследователем вопрос: что за основа скрывается за этим звучанием? Внешне она напоминает фамилии, образованные от личного имени с помощью патронимического суффикса -ов (женская форма -ова). Однако корень «Гайнельзя-» не похож на привычные русские имена или прозвища. Скорее всего, перед нами фамилия тюркского происхождения, адаптированная русским окончанием.

Основу, вероятно, составляет мужское имя Гайнельзя или Гайнельзян. В тюркских языках, особенно татарском и башкирском, распространены имена с элементом «Гайн» (от арабского «гайн» — глаз, источник, родник) и второй частью, восходящей к «ель» или «зя» (сокращение от «Зяки» — чистый, святой, или «Зян» — душа). Имя Гайнельзян можно перевести как «чистый источник души» или «родник веры». Фамилия Гайнельзянова образована от такого имени по русской модели: Гайнельзян → Гайнельзянов → Гайнельзянова. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Гайнельзя́нова.

Географически фамилия тяготеет к регионам с компактным проживанием татар и башкир — Татарстан, Башкортостан, Оренбургская, Челябинская области. Встречается она нечасто, что говорит о её локальном бытовании. Носители фамилии, скорее всего, потомки крещёных татар или башкир, либо тех, кто перешёл в православие, — иначе фамилия сохранила бы окончание -ов без адаптации к русской женской форме. В метрических книгах XIX века такие фамилии фиксировали как «Гайнельзяновы», а в советское время написание закрепилось через букву «я» в середине.

Есть и другая, менее вероятная версия: что основа восходит к арабскому слову «гайна» — «богатство, изобилие», но тогда форма имени была бы иной. В любом случае, фамилия Гайнельзянова — пример того, как тюркское имя, пройдя через русскую канцелярию, приобрело привычное окончание, став редкой родовой меткой.