Фамилия Халиюлина — редкий случай, когда географическая привязка оказывается почти такой же важной, как и разбор корня. Это женская форма фамилии Халиюлин, а та, в свою очередь, образована от мужского личного имени Халиюла. Сразу бросается в глаза необычный суффикс: не стандартное -ов/-ев (Халиулов) и не тюркский -ин (Халиулин), а -юлин. Такая модель встречается в основном у фамилий, которые возникли в среде башкир и татар, но не везде, а в определённых районах Башкортостана и Оренбуржья.

Имя Халиюла — это арабское Халиулла, что означает «друг Аллаха» или «наместник Бога». В исламской традиции это один из эпитетов пророка Ибрахима (Авраама). В русской записи имя часто теряло конечный гласный и «съедало» срединные звуки, превращаясь в Халиюл или Халиул. Отсюда и фамилия: предка звали Халиюла (или Халиюл), а его внуки стали Халиюлиными.

Суффикс -ин в тюркских фамилиях обычно указывает на принадлежность («чей?»), но здесь мы видим -юлин, что может быть результатом адаптации башкирского притяжательного аффикса -ынын/-енең. Проще говоря, фамилия буквально значила «из рода Халиюлы». В отличие от русских фамилий на -ин, где ударение часто падает на суффикс, в фамилии Халиюлина, скорее всего, ударным остаётся второй слог: Хали́юлина (в мужском варианте — Хали́юлин).

Носители фамилии в основном живут в северо-восточных районах Башкортостана (например, в Белокатайском или Дуванском), а также в соседней Челябинской области. Это указывает на то, что фамилия закрепилась в среде башкир-вотчинников, которые вели оседлый образ жизни и раньше других начали фиксировать родовые имена. Сословно предки Халиюлиных, скорее всего, относились к тептярям или государственным крестьянам из башкир — не к дворянам, но и не к крепостным. В метрических книгах XIX века эту фамилию могли записывать вариативно: Халиулин, Халиюлов, а иногда и через букву «а» — Халиялин.