Фамилия Гзатуллина — яркий пример того, как русская письменность зафиксировала тюркское имя, изменив его по законам русского языка. В основе фамилии лежит арабское имя Гази (или Газали), которое через тюркское посредничество попало в Поволжье и Приуралье. Имя Гази означает «воин за веру», «участник священной войны» (газавата). В татарском и башкирском языках оно приобрело форму Гзатулла (или Газзатулла), где второй корень «улла» — это «Аллах». Таким образом, полное имя Гзатулла переводится как «воин Аллаха» или «борец за веру Аллаха».

Фамилия образована по типичной для русской ономастики модели: к основе Гзатулл- добавлен суффикс -ин. В русском языке суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Гзатуллин, то есть сын или потомок человека по имени Гзатулла. Хотя фамилия оканчивается на -ин, она не является чисто русской по происхождению — это результат обрусения татарской или башкирской патронимической формы. Женский вариант Гзатуллина — грамматическое изменение по роду, распространённое в русской традиции.

Географически фамилия тяготеет к регионам с компактным проживанием татар и башкир: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская и Челябинская области. Встречается она и у мишарей — этнической группы татар. В дореволюционной России носители этой фамилии относились в основном к крестьянскому или мещанскому сословию, так как дворянские роды среди тюркских народов чаще фиксировали фамилии на -ев или -ский. Сама фамилия закрепилась относительно поздно, в XIX веке, когда началась массовая фиксация фамилий у нерусского населения империи.

С точки зрения орфографии стоит обратить внимание на двойную «л» в основе. В татарском языке имя может писаться как Газзатулла (с удвоенной «з» и «л»), но в русской записи удвоение часто упрощается, а «з» переходит в «з» или «с» в зависимости от диалекта. Фамилия Гзатуллина — один из вариантов, встречается также написание Газзатуллина. Этот разнобой не меняет смысла, но может указывать на конкретную местную традицию записи в метрических книгах.