Фамилия Илалтдинова принадлежит к распространённому у татар и башкир типу фамилий, образованных от арабских имен с компонентом «дин» (вера, религия). Основа здесь — мужское имя Илалтдин, что в переводе с арабского означает «вера Аллаха» или «религия Аллаха». Это теофорное имя, то есть включающее в себя имя Бога, и в мусульманской традиции такие имена считались особо почитаемыми. Фамилия образована по русской модели: к основе Илалтдин добавлен патронимический суффикс -ов, а затем женское окончание -а. Илалтдинова — форма женского рода; мужской вариант — Илалтдинов.

Интересна необычная начальная часть «Илалт-». В классическом арабском имя звучало бы как «Илахиддин» или «Илахаддин», но в тюркской среде произошло стяжение и упрощение: «Илалтдин» — результат естественной фонетической адаптации. В татарском и башкирском языках долгие гласные и гортанные звуки арабского источника заменялись на более привычные сочетания. Поэтому фамилия Илалтдинов — яркий пример того, как восточное имя, пройдя через тюркскую языковую среду, приобрело характерный местный облик.

Географически фамилия Илалтдиновы наиболее характерна для Татарстана, Башкортостана и соседних регионов Поволжья и Урала. Носители фамилии — потомки мусульманских священнослужителей, торговцев или крестьян, носивших это имя. В метрических книгах и ревизских сказках XIX века такие фамилии встречаются в основном среди татар-мишарей и башкир. По сословной принадлежности предки могли быть как государственными крестьянами, так и представителями духовного сословия — муллами или муэдзинами, для которых имя с корнем «дин» было особенно уместно.

С точки зрения словообразования, фамилия стоит в ряду однокоренных: Илалтдинов, Илалтдинова, а также вариантов с другим оформлением — Илалтдиновых (в родительном падеже множественного числа). Встречаются и более редкие написания: Илалтдин, без суффикса, но это скорее исключение. В отличие от фамилий на -ский или -их, эта модель (основа + -ов/-ев) типична для подавляющего большинства русских и русифицированных тюркских фамилий, что говорит о длительной интеграции носителей в русскоязычную среду.