Фамилия Гильмудинов — яркий пример того, как тюркское имя, пройдя через русскую словообразовательную модель, закрепилось в качестве фамилии. В основе лежит арабское имя Гильмутдин (варианты: Гильметдин, Гельмутдин), которое состоит из двух корней: «гильм» (знание, наука) и «дин» (вера, религия). В сумме имя означает «знание веры» или «учёный в делах религии». Это типичное для мусульманских народов Поволжья и Приуралья теофорное имя, то есть имя, содержащее указание на Бога или религиозное понятие.

Суффикс «-ов» — ключевой маркер того, что фамилия оформлялась уже в русской среде, скорее всего, в конце XIX — начале XX века, когда шёл массовый учёт населения. По сути, Гильмудинов — это «сын Гильмутдина», где «Гильмутдин» со временем в бытовой речи потерял конечный «т», превратившись в более краткую форму «Гильмуди». Такое стяжение — частое явление в татарских и башкирских фамилиях (сравните: Галиуллин от Галиулла, Хайруллин от Хайрулла).

Географически фамилия наиболее распространена в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях. Это указывает на то, что предки носителей фамилии с высокой вероятностью были татарами или башкирами, причём не из высшего духовенства, а из числа простых верующих, получивших имя в честь уважаемого религиозного деятеля или просто как благочестивое. Интересно, что в дореволюционных метрических книгах можно встретить и написание «Гильмутдинов» — более полный, книжный вариант, который со временем вытеснился более коротким и удобным в произношении «Гильмудинов».

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Гильмудинов стоит в одном ряду с Гильмановым (от имени Гильман) и Гильфановым (от имени Гильфан). Все они образованы от арабских корней, связанных с наукой, знанием и милостью, что говорит о высоком статусе образования в культуре предков. Таким образом, фамилия Гильмудинов не просто указывает на происхождение, а буквально переводится как «потомок знающего веру».