Фамилия Гильмтдинова — женская форма мужской фамилии Гильмтдинов, которая принадлежит к числу тюркских фамилий, образованных от арабского по происхождению имени. В основе лежит сложное имя Гильметдин (варианты: Гильмутдин, Гильметдинов), которое состоит из двух корней: «гильм» (араб. علم — «знание», «наука») и «дин» (араб. دين — «вера», «религия»). Таким образом, имя означает «знание веры» или «учёный в религии». Это типичный для мусульманских народов Поволжья и Приуралья антропоним, который давали мальчикам в семьях, желавших подчеркнуть религиозную образованность или стремление к знаниям.

Словообразовательная модель фамилии проста и характерна для татарской и башкирской ономастики: к основе имени Гильметдин прибавляется русский патронимический суффикс -ов (в мужском варианте), а затем — окончание -а для женской формы. Фамилия закрепилась в XIX веке, когда у тюркских народов Российской империи начался массовый переход от отчеств и прозвищ к наследственным фамилиям, часто оформленным по русскому образцу. В отличие от русских фамилий на -ин, здесь суффикс -ов указывает на принадлежность к роду, а не на происхождение от отца с отчеством на -ич.

Географически фамилия Гильмтдинова (и её мужской вариант) наиболее распространена в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях, где исторически компактно проживают татары и башкиры. Встречается она и в других регионах России, куда мигрировало население из этих республик. Редкость фамилии в центральной России объясняется её узкой региональной привязкой к исламской традиции и тюркской языковой среде.

С точки зрения социальной истории, носители фамилии Гильмтдиновы — потомки людей, чьи предки, скорее всего, были муллами, учителями при мечетях (мугаллимами) или просто грамотными крестьянами, получившими имя в честь религиозного знания. В советское время фамилия не утратила связи с этнической идентичностью, но потеряла прямую отсылку к профессии: сегодня это просто фамилия, указывающая на татарское или башкирское происхождение.

Обратите внимание на написание: в некоторых источниках встречается вариант «Гильмутдинова» (с буквой «у» после «м»), что отражает диалектное произношение или старую орфографию. Оба варианта — однокоренные и восходят к одному имени, разница лишь в огласовке.