Фамилия Хамадуллин — яркий пример того, как арабское имя, пройдя через тюркскую языковую среду, стало русской фамилией. Её основа — мужское мусульманское имя Хамадулла, которое восходит к арабскому выражению «Хамад-Аллах» — «восхваляющий Аллаха», «славящий Бога». Это теофорное имя, то есть содержащее в себе указание на Бога, очень распространено в исламском мире.

Словообразовательная модель здесь прозрачна и типична для татарских и башкирских фамилий. Суффикс -ин (а не -ов, как в русских фамилиях) присоединяется к основе, оканчивающейся на согласный. В данном случае основа — Хамадулла. Фамилия Хамадуллин буквально означает «сын Хамадуллы» или «принадлежащий к роду Хамадуллы». Важно заметить, что конечный гласный основы (а) при добавлении суффикса часто редуцируется или опускается, что даёт форму «Хамадулл-ин», а не «Хамадулла-ин».

Географически фамилия Хамадуллин наиболее плотно представлена в Татарстане, Башкортостане и в регионах с компактным проживанием татар и башкир (например, в Оренбургской, Челябинской, Самарской областях). Это указывает на её преимущественно тюркское (татаро-башкирское) происхождение, хотя носителями могут быть и другие народы Поволжья и Урала, принявшие ислам.

В отличие, скажем, от фамилии Хамадеев (где суффикс -ев прикреплён к имени Хамад, без «уллы»), Хамадуллин сохраняет полную форму имени с указанием на божественный атрибут. Это делает её более «длинной» и более точно передающей исходный арабский корень. С точки зрения социального контекста, предки носителей фамилии, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками, получившими фамилию по имени отца после отмены крепостного права или в ходе переписей XIX века. Фамилия не указывает на какое-то конкретное сословие — она бытовала в разных слоях татарского и башкирского общества.