Фамилия Каримуллина хранит в себе имя, которое в переводе с арабского означает «щедрый», «благородный» или «великодушный». Это женская форма фамилии Каримуллин, которая образована от мужского тюркского имени Каримулла. Имя это составное: «Карим» (щедрый, благородный, один из эпитетов Аллаха) и «Улла» (араб. «Аллах»). Вместе они дают значение «щедрость Аллаха» или «благородный раб Аллаха». Такие имена, начинающиеся с «Карим-» или оканчивающиеся на «-улла», широко распространены у татар, башкир и других народов, исповедующих ислам.

Фамилия образована по стандартной для тюркских языков модели: к основе имени прибавили русский суффикс принадлежности -ин (в женском роде -ина). В русской среде фамилии на -ин обычно указывали на отношение к отцу: «чей?» — Каримуллин, то есть сын Каримуллы. Для женщины форма Каримуллина означает «дочь» или «жена» Каримуллина.

Географически фамилия чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях — регионах традиционного проживания татар и башкир. Встречаются варианты написания: Каримулина (с одной «л») или Каримуллова, но основная форма закрепилась с двойной «л», так как в исходном имени «Улла» пишется с двумя «л» в арабской графике.

Интересная особенность: несмотря на то что имя Каримулла — мужское, фамилия Каримуллина в современном мире может принадлежать как женщинам, так и мужчинам (если речь о паспортной записи в женском роде). В быту же мужчины обычно носят форму Каримуллин, а женщины — Каримуллина, что строго соблюдается в русской документальной традиции.

Предки носителей этой фамилии с высокой вероятностью были мусульманами-суннитами, возможно, из сословия торговцев, ремесленников или крестьян. Дворянских корней у неё нет — это народная фамилия, возникшая в среде простых людей, где имя отца становилось фамилией детей.