Фамилия Исамудинова — женская форма от мужской Исамудинов, и её происхождение напрямую связано с мусульманским именем Исамудин. В основе лежит арабское имя Исам ад-Дин (عصام الدين), где «исам» означает «опора» или «защита», а «ад-дин» — «вера», «религия». Вместе имя переводится как «опора веры», «защитник религии». Это теофорное имя, популярное в среде народов, исповедующих ислам, особенно у татар, башкир, народов Кавказа и Средней Азии.

Словообразовательная модель проста и типична для русских фамилий нерусского происхождения: к основе имени Исамудин добавляется русский патронимический суффикс -ов, образующий фамилию по отцу. Усечение конечного согласного в имени (Исамудин → Исамудинов) — обычная практика при адаптации восточных имён в русской среде. Окончание -а указывает на принадлежность женщине: Исамудинова — «дочь или жена Исамудина».

Фамилия не является исконно русской и встречается преимущественно в регионах с компактным проживанием мусульманских народов России: в Дагестане, Татарстане, Чечне, а также среди татарской диаспоры. Сословной принадлежности у неё нет — в отличие от дворянских фамилий, она не фиксируется в родословных книгах Российской империи. Носители фамилии — потомки людей, чьих предков называли по отцу, носившему имя Исамудин.

Редкий суффикс -уд- в составе основы (Исам-уд-ин) выдает её арабское происхождение: в арабском языке это слитное написание имени с артиклем и родительным падежом. В русской транскрипции эта конструкция сохранилась почти без изменений, что делает фамилию узнаваемой среди других фамилий на -динов (типа Шамсудинов, Нурудинов). Если встретите фамилию Исамудинов без суффикса -ов (чистое имя), это скорее всего вариант, бытующий у народов, не адаптировавших её к русской грамматике.