Фамилия Ильгамутдинов — яркий пример того, как русская письменность закрепила имя, пришедшее из арабо-тюркской традиции. В её основе лежит сложное мужское имя, которое состоит из двух частей: «иль» (или «ил») и «гамутдин». Первая часть восходит к тюркскому «ил» — «родина», «страна», «народ». Вторая — «гамутдин» — это искажённое арабское «гаммут-дин» или «гаммуд-дин», что переводится как «гнев веры», «ярость религии». Полное значение имени — «гнев родины за веру» или «защитник веры и народа». Имя звучало как Ильгамутдин, а по-татарски — Илгаметдин или Илһамметдин.

Фамилию образовали по русской модели: к основе Ильгамутдин прибавили суффикс -ов, который в данном случае указывает на принадлежность — «сын Ильгамутдина». Это типичный способ русификации тюркских имён в XIX–XX веках, когда у татар, башкир и других народов Поволжья фиксировали фамилии по отчеству. Суффикс -ов здесь не случаен: он заменил окончание -ин, которое было бы грамматически верным для имени на согласный, но в массовом порядке использовали именно -ов.

Фамилия почти полностью сосредоточена в Татарстане и Башкортостане, а также среди татарских диаспор в других регионах России. Встречается и у башкир, так как имя Илгаметдин распространено у обоих народов. Редкие варианты написания — Ильгамутдинов, Илгамутдинов, Ильгаметдинов — связаны с разной передачей арабского «гайн» (гортанного звука) через кириллицу.

Носители фамилии — потомки людей, которых в XIX веке называли по отцу: крестьяне, ремесленники, муллы. Социального барьера фамилия не имела: её могли носить и зажиточные торговцы, и простые земледельцы. Среди Ильгамутдиновых нет громких исторических фигур, известных за пределами региона, — фамилия осталась локальной, что только подтверждает её крепкую связь с конкретной местностью.