Фамилия Гайуллина — женская форма фамилии Гайуллин, и её разбор стоит начать не с корня, а с суффикса, который сразу выдаёт происхождение. Суффикс -ин, а не -ов, указывает на то, что в основе лежит не прозвище или профессия, а имя собственное. В русской ономастике суффикс -ин чаще всего присоединялся к основам на -а или -я, но в тюркских фамилиях, попавших в русскую среду, он стал универсальным способом русификации: к тюркскому имени просто добавляли русский патронимический суффикс. Так образовались тысячи фамилий татар, башкир и других народов Поволжья.

Основа фамилии — мужское имя Гайулла. Это арабское имя, распространённое у мусульман, особенно у татар и башкир. Оно состоит из двух частей: «гайу» (от арабского «гайб» — скрытый, тайный, невидимый) и «Алла» (Бог). В буквальном переводе Гайулла означает «скрытый Богом» или «тайна Божья», но в бытовом употреблении имя трактовали как «хранимый Всевышним» или «находящийся под покровительством Бога». Имя давали с надеждой на защиту свыше, особенно если ребёнок рождался слабым или в семье была высокая детская смертность.

Фамилия Гайуллина почти не встречается за пределами регионов с компактным проживанием татар и башкир — Татарстан, Башкортостан, Оренбургская и Челябинская области. В дореволюционной России носители этой фамилии были в основном из сословия государственных крестьян, реже — из мещан. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что типично для фамилий, образованных от мусульманских имён: они массово закреплялись после реформ XVIII–XIX веков, когда татарам и башкирам вменили в обязанность иметь наследственные фамилии.

Интересная деталь, которую часто упускают: в татарской среде фамилия могла писаться и как Гайуллин, и как Гайуллина уже в XIX веке, но в метрических книгах её нередко записывали на слух — Гайулин, Гаюллин, а то и Гаюлина. Такая вариативность объясняется тем, что русские писаря передавали гортанный звук «ай» по-разному. Поэтому человек, ищущий свои корни, должен учитывать, что в архивных записях фамилия его предков могла выглядеть иначе, чем сегодня.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Гайнуллин, Гайфуллин, Гайсин — то Гайуллина стоит немного особняком: имя Гайулла менее распространено, чем, скажем, Гайнулла (от «гайн» — богатство) или Гайфулла (от «гайф» — милость). Это делает фамилию более редкой, но не уникальной: в одной только Казани сегодня живут несколько сотен Гайуллиных.