Фамилия Гилязотдинова — женская форма, а мужская, Гилязотдинов, в основе своей имеет арабское составное имя. Разбирать её логичнее не с корня, а с модели: это типичная русская патронимическая фамилия (суффикс -ов/-ев), прикреплённая к мусульманскому имени. Основа — Гилязотдин — вариант имени Гилалетдин, которое восходит к арабскому «гия́с ад-дин» (غِيَاث الدِّين), что значит «помощь веры» или «спасение религии». Первая часть, «гия́с», переводится как помощь, поддержка, спасение; вторая — «дин» — вера, религия. Имя это было распространено среди тюркоязычных народов, исповедующих ислам, особенно у татар и башкир.

Фамилия образована по русской грамматической схеме: к восточному имени добавили русский суффикс принадлежности -ов- и окончание -а для женского рода. То есть предок носителя фамилии — человек по имени Гилязотдин. Такие фамилии массово закреплялись в Поволжье и Приуралье в XIX — начале XX века, когда у татар и башкир начали оформляться фамилии по русскому образцу для учёта населения, воинской повинности и налогов. Поэтому географически фамилия Гилязотдинова чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях.

С точки зрения словообразования, здесь интересен не суффикс, а сама основа: имя Гилязотдин — не самое частое, в отличие от более популярных Габдулла, Миннебай или Шакир. Это подчёркивает, что фамилия довольно редкая, и её носители, скорее всего, происходят из одного локального рода или даже от одного конкретного человека, который в своём селе был известен как «Гилязотдинов сын». В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках по Казанской и Уфимской губерниям встречаются варианты написания: Гилязетдинов, Гиляздин, но форма с буквой «о» во втором слоге — Гилязотдинов — фиксирует местное произношение, где гласный звук мог редуцироваться или меняться под влиянием татарской фонетики.

Никаких других корней — славянских, финно-угорских или западных — у этой фамилии нет. Это чистый пример того, как русская фамильная модель «накрыла» исламское имя, и теперь по суффиксу -ов её можно принять за исконно русскую, пока не разберёшь основу.