Фамилия Каймульдинов — редкий пример тюрко-персидского именования, которое прошло через русскую словообразовательную модель. В её основе лежит сложное имя Каймульдин, а к нему добавлен русский патронимический суффикс -ов, типичный для фамилий, возникших в среде крещёных татар, башкир или других тюркских народов Российской империи в XVIII–XIX веках.

Разбор имени Каймульдин ведёт к двум корням. Первая часть, «Кай-», восходит к тюркскому слову «кай» — «скала», «утес» или, в переносном смысле, «прочный», «несокрушимый». Вторая часть — это арабское «мульдин», вариант написания имени Муслим (от «муслим» — «предавшийся Аллаху», «мусульманин»). Таким образом, Каймульдин — это композит, где тюркская характеристика (крепкий, как скала) соединилась с арабским религиозным именем. Буквально: «крепкий мусульманин» или «несокрушимый в вере». Встречаются близкие по форме имена Каймулла, Каймурат, где «кай» выступает усилительным эпитетом.

Географически фамилия Каймульдинов тяготеет к регионам с компактным проживанием татар и башкир: это Татарстан, Башкортостан, Оренбургская и Челябинская области. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках она почти не встречается, что говорит о её позднем оформлении. Скорее всего, предок носителя фамилии получил её при переходе из сословия государственных крестьян в мещанство или при записи в казачье сословие, когда требовалась фиксация фамилии по отцу.

Интересно, что суффикс -ов, а не -ин, указывает на то, что имя отца (Каймульдин) воспринималось как основа на твёрдый согласный, что типично для русской документации, но нехарактерно для арабских имён, которые часто оканчиваются на мягкий согласный или гласный. Это косвенно подтверждает, что фамилия была записана чиновником, а не сложилась стихийно в устной речи.

В современной России фамилия остаётся малочисленной. Поиск по базам данных показывает её носителей в основном в Башкортостане и среди татарской диаспоры в городах Урала. Встречаются варианты написания с одной «н» — Каймульдинов, но это, скорее, опечатка, так как имя-основа пишется с мягким знаком. Фамилия не имеет отношения к казахским или киргизским именам, хотя созвучна с некоторыми из них — это чисто волго-уральский антропоним.