Фамилия Хатиуллина — женская форма фамилии Хатиуллин, и её появление почти наверняка связано с исламской культурой Поволжья. Основа фамилии — арабское мужское имя Хатиулла. Оно состоит из двух частей: «хати» (от арабского «хатиб» — проповедник, оратор) и «Аллах» (Бог). Таким образом, Хатиулла переводится как «проповедник Бога» или «тот, кто говорит от имени Бога». Это теофорное имя, то есть образованное с упоминанием Всевышнего, что характерно для мусульманских традиций.

Фамилия образована по русской словообразовательной модели с помощью патронимического суффикса -ин (в мужском варианте Хатиуллин, в женском — Хатиуллина). Для татарских и башкирских фамилий это типичный способ русификации: к тюркскому или арабскому имени добавляли русский суффикс принадлежности. Встречается также вариант написания Хатиуллина с одной «л», но он менее распространён и может быть следствием упрощения в документах.

Географически фамилия Хатиуллина чаще всего встречается среди татар и башкир, особенно в Татарстане, Башкортостане и в соседних регионах Урала и Поволжья. Предок носителей этой фамилии, вероятно, был человеком, связанным с религиозной или образовательной средой: муллой, учителем медресе или просто уважаемым знатоком Корана, которого в деревне называли Хатиуллой — «божьим проповедником».

В русских источниках фамилия фиксируется с XIX века, когда у татар и башкир начали массово закрепляться фамилии по имени отца. До этого использовалась традиционная арабская система именования (имя + имя отца + имя деда). Хатиуллина — не самая частотная, но и не редкая фамилия; её носительницы живут в основном в России и странах бывшего СССР.