Фамилия Хисамидинова — женская форма, образованная от мужской фамилии Хисамидинов. В основе лежит арабское составное имя Хисамиддин, которое переводится как «меч веры» или «острый меч религии» (от «хисам» — меч, клинок, и «дин» — вера, религия). Это типичное для мусульманских народов теофорное имя, прославляющее религию через образ оружия. Подобные имена — Сейфуддин («меч веры»), Нуруддин («свет веры») — широко распространены в тюрко-татарской и кавказской среде.

Фамилия образована по русской патронимической модели: к основе имени Хисамиддин добавили суффикс -ов, а затем стандартное окончание -а для женского рода. Такая модель характерна для татар, башкир, а также народов Северного Кавказа, которые в XIX–XX веках оформляли родовые имена по русскому образцу. Если бы фамилия складывалась по тюркской традиции, она звучала бы как Хисамиддин улы (для сына) или Хисамиддин кызы (для дочери).

Географически фамилия Хисамидинова чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях — регионах с компактным проживанием татар и башкир. Встречаются варианты написания: Хисаметдинова (с переходом «и» в «е» в разговорной речи) и Хисамитдинова (с твёрдым «т» под влиянием диалектов). Это не ошибки, а следствие того, что арабские имена через тюркское посредство часто меняли огласовку.

Основатель рода, носивший имя Хисамиддин, скорее всего, был человеком духовного звания или уважаемым членом общины — такие имена давали в семьях мулл и религиозных деятелей. Однако фамилия не указывает прямо на сословие: её мог получить и крестьянин, и купец, если отец носил это имя. В метрических книгах и ревизских сказках XIX века формы вроде «Хисамидинов» фиксируются в среде тептярей и башкир-вотчинников Уфимской губернии.