Фамилия Гисметдинов — одна из тех, что при взгляде на корень сразу указывает на тюркское происхождение, а точнее — на татаро-башкирскую среду. Она образована по самой распространённой в русском языке модели: к основе добавили русский патронимический суффикс -ов. Без этого суффикса остаётся исходная форма — Гисметдин, которая и была личным именем или прозвищем предка.

В основе лежит арабское имя Хисметдин (в татарской огласовке — Гисметдин). Оно составное: «хисмет» (служение, доля, удел) и «дин» (вера, религия). В сумме имя означает «служение вере» или «доля в религии». Такие имена были типичны для мусульманского мира, особенно среди татар, где арабские корни адаптировались к местному произношению. Переход начального «х» в «г» — фонетическая особенность татарского языка, поэтому в документах XIX–XX веков могли фиксировать и Хисметдинова, и Гисметдинова, пока второй вариант не закрепился как основной.

Поскольку фамилия образована от полного имени, а не от прозвища, можно предположить, что первый носитель — Гисметдин — жил не раньше середины XIX века, когда у татар начали массово закрепляться фамилии после реформ. До этого отчества и родовые имена были неустойчивыми. Гисметдиновы, скорее всего, происходят из крестьян или торговцев Поволжья и Приуралья — из тех слоёв, где арабские имена сохраняли религиозный смысл и не заменялись русскими аналогами.

Фамилия редкая. Встречается в основном в Татарстане, Башкортостане и среди татарских диаспор в других регионах России. По сути, она — прямой потомок мусульманского имени, которое в советское время почти вышло из обихода, но осталось в фамилиях как память о дореволюционной традиции.