Фамилия Хусамеддинова образована от мужского имени Хусамеддин. В основе лежит сложное арабское имя, которое состоит из двух корней: «хусам» — «меч» и «дин» — «вера, религия». Вместе они дают значение «меч веры» или «меч религии». Это имя было распространено в мусульманских семьях, особенно в регионах с сильным влиянием ислама — на Кавказе, в Средней Азии, в Поволжье и среди татар.

Фамилия стоит в женской форме, на -а, что типично для русской грамматической традиции: в документах и бытовой речи женские фамилии часто оформляются так, даже если основа нерусская. Мужской вариант — Хусамеддинов. Суффикс -ов указывает на модель образования от имени отца: Хусамеддинов буквально значит «сын Хусамеддина». Такая модель — одна из самых частых у русских и многих тюркских народов, но в данном случае она приложилась к арабскому имени.

Географически фамилия встречается в Татарстане, Башкортостане, в Дагестане, а также среди татарской диаспоры в других регионах России. Носители фамилии — потомки людей, чьи предки носили имя Хусамеддин. Скорее всего, это были люди духовного звания или уважаемые в общине, поскольку имя содержит религиозный компонент и несёт почётный смысл. В дореволюционной России такие фамилии редко встречались у крестьян — чаще у мулл, купцов или зажиточных горожан.

С точки зрения написания, фамилия сохраняет двойную «д» (Хусамеддинова), что отражает арабскую орфографию. В бытовой речи иногда встречается упрощение до Хусамединова, но это ошибка. В паспортах и документах обычно фиксируется полный вариант. Фамилия редкая, не входит в списки самых распространённых, но её носители есть в разных уголках бывшего СССР.