Фамилия Исламутдинов образована от диалектного варианта мужского тюркского имени Исламетдин — Исламутдин. В переводе с арабского это имя означает «слуга исламской религии». Корень «ислам» здесь указывает на веру, а вторая часть «-утдин» (от арабского «ад-дин» — религия, вера) в сочетании с суффиксом принадлежности даёт значение «слуга, преданный религии». Такие имена были распространены в среде мусульманских народов Поволжья и Урала, особенно среди татар и башкир, где арабские имена с религиозным смыслом часто адаптировались к местному произношению, меняя гласные и упрощая сочетания звуков.

Модель образования фамилии — типичная для тюркских народов, вошедших в состав Российской империи: к основе имени добавлялся русский патронимический суффикс -ов, который фиксировал принадлежность к роду. Таким образом, Исламутдинов буквально означает «потомок Исламутдина». В отличие от более привычного для русского уха варианта Исламетдинов, форма с «у» во втором слоге отражает местный говор: в татарском и башкирском языках в разговорной речи «э» могло переходить в «у» под влиянием соседних губных согласных, что и закрепилось в документах. Эта особенность помогает отличить носителей фамилии из определённых регионов — например, из западных районов Башкортостана или Оренбургской области, где такие диалектные черты фиксировали переписчики XIX века.

Сословно предки Исламутдиновых чаще всего были государственными или ясачными крестьянами, реже — служилыми татарами или башкирами-вотчинниками. Фамилия не относится к дворянским, но и не указывает на однозначно низкое происхождение: в мусульманской среде имя, связанное с религией, давали детям в семьях, дороживших своей верой и грамотностью, поэтому среди предков могли быть муллы, учителя или зажиточные торговцы. Встречается фамилия и в смешанных вариантах написания — Исламутдинов, Исламутдинов, Исламутдинов, — что связано с разным произношением в тюркских языках и ошибками писарей при записи в метрические книги.