Фамилия Гилязудинов — редкий пример русской фамилии, образованной от арабского составного имени. В отличие от большинства фамилий на -ов, которые произошли от крестильных имён (Иван — Иванов) или прозвищ (Кузнец — Кузнецов), эта фамилия имеет мусульманские корни и указывает на вероисповедание предка. Основа — мужское личное имя Гилязутдин (встречается также в формах Гилязетдин, Гилязуддин). Оно арабского происхождения и сложено из двух частей: «гиляз» (غِلَاظ) — «суровость, строгость» и «дин» (دين) — «вера, религия». Таким образом, имя переводится как «суровость веры» или «строгость религии» — характерное для исламской традиции имя, подчёркивающее благочестие и твёрдость в вере.

Фамилия образована по русской словообразовательной модели: к основе Гилязутдин добавили типичный русский патронимический суффикс -ов, который указывает на принадлежность («чей?» — «сын Гилязутдина»). Усечение конечного -д- в корне (Гилязутдин → Гилязутдинов → Гилязудинов) — естественный процесс для устной речи: звук «д» перед суффиксом -ин-/-ов- часто выпадает для удобства произношения. Сравните: Ахметдинов и Ахметзинов, Мингазетдинов и Мингазинов.

Географически фамилия Гилязудинов распространена в Татарстане, Башкортостане и среди татарской диаспоры в Западной Сибири. Это типичная фамилия для татар-мусульман, у которых в XIX веке, после введения всеобщей переписи, массово фиксировали отчества в качестве фамилий. В отличие от русских крестьян, у татар часто не было наследственных прозвищ, и фамилией становилось имя отца (или деда) с русским окончанием. Поэтому Гилязудиновы — это потомки человека, которого звали Гилязутдин, и, скорее всего, он был муллой, учителем или просто строгим блюстителем обычаев — имя обязывало.

Встречается и вариант написания Гилязетдинов — с сохранением полной гласной в середине. Оба варианта считаются правильными, но Гилязудинов — более русифицированная, сокращённая форма. Фамилия не имеет отношения к тюркским или славянским корням, морфологически она однородна: основа арабская, суффикс русский. Среди носителей фамилии нет общеизвестных исторических деятелей, попавших в энциклопедии, — это фамилия преимущественно сельских жителей Поволжья и Приуралья, что делает её типичным образцом поздней, «бытовой» антропонимии XIX века.