Фамилия Гильмутдинова — женская форма распространённой татарской и башкирской фамилии Гильмутдинов. Её основа — сложное арабское имя Гильмутдин (Галим-ад-Дин), где первая часть «галим» означает «знающий, учёный», а вторая — «дин» (вера). Вместе имя переводится как «знающий веру», то есть богослов, религиозный человек, сведущий в исламе.

Обратите внимание на начальный звук «г»: в тюркских языках арабское «айн» часто переходит в «г», поэтому классическое «Галим» превратилось в «Гильм». Такая замена — характерная черта татарской ономастики, отличающая эти фамилии от арабских прототипов.

Модель образования типична для тюркских фамилий, принявших русский суффикс -ов/-ев: к имени отца (Гильмутдин) добавили притяжательный суффикс, получив «сын Гильмутдина». Фамилия закрепилась в XIX — начале XX века, когда у татар и башкир начался массовый переход от отчеств к наследственным фамилиям, особенно после введения всеобщей воинской повинности и переписей населения.

Географически фамилия сосредоточена в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской, Челябинской и Самарской областях — регионах традиционного проживания волго-уральских татар и башкир. Встречается она и среди касимовских татар.

Процесс формирования фамилий был длительным и не всегда единообразным, поэтому окончательно говорить о точном месте и времени возникновения конкретного рода Гильмутдиновых можно лишь на основании генеалогических исследований — церковных метрик, ревизских сказок или данных ЗАГС. Но общий корень ясен: предок носителя этой фамилии, скорее всего, был человеком, получившим имя в честь учёного или набожного человека, а возможно, и сам носил такое имя.