Фамилия Камайлянова — женская форма фамилии Камайлянов, и её происхождение напрямую связано с мужским личным именем. Основа здесь — тюркское имя Камай, которое представляет собой диалектный или фонетический вариант имени Камал (от арабского «камаль» — совершенство, полнота, зрелость). В татарской и башкирской среде имя Камай фиксируется как уменьшительно-ласкательная форма от Камалетдин или просто как самостоятельное имя, образованное по типичной для тюркских языков модели усечения основы с добавлением аффикса -ай. Таким образом, Камайлянов буквально означает «потомок Камая».

Суффикс -ов в фамилии указывает на русскую модель патронимического образования, которая активно заимствовалась тюркскими народами после вхождения в состав Российского государства. В данном случае к основе Камайлян- (где -ян- — это, скорее всего, искажённый или адаптированный вариант татарского притяжательного аффикса -ны/-не, указывающего на принадлежность) добавили стандартный русский суффикс фамилий. Полная цепочка реконструируется так: личное имя Камай → притяжательная форма «Камайны/Камайне» (что означает «относящийся к Камаю») → русификация через суффикс -ов → Камайлянов.

Географически фамилия тяготеет к Волго-Уральскому региону, особенно к территориям современного Татарстана и Башкортостана. Встречается она редко, что объясняется двойной адаптацией: сначала тюркское имя прошло через местный диалект, а затем было записано русскими писцами на слух. Вариант с «ля» вместо «ла» (Камалянов — от Камала) мог возникнуть из-за особенностей произношения в некоторых татарских говорах, где звук «л» смягчается перед гласными заднего ряда.

По сословному составу предки носителей фамилии, скорее всего, относились к государственным или ясачным крестьянам, реже — к служилым татарам. Дворянских корней у фамилии нет, если только она не фиксируется в родословных книгах Оренбургской или Уфимской губернии среди мурз, но такие случаи единичны. Основная масса Камайляновых — потомки крещёных или мусульманских татар, перешедших к оседлому земледелию в XVIII—XIX веках.