Фамилия Матигулин — одна из тех, что сразу выдают тюркское происхождение. В её основе лежит арабское имя Матигула, которое на русской почве обросло типичным патронимическим суффиксом -ин. Суффикс указывает на принадлежность: Матигулин буквально значит «сын Матигулы» или «из рода Матигулы». Само имя Матигула — сложное, составное. Первая часть, «мати», восходит к арабскому «мати» — «дающий», «щедрый», «податель». Вторая часть, «гула», — это искажённое «улла» или «алла» (от араб. «Аллах»). Таким образом, имя Матигула осмысляется как «дар Аллаха» или «подаренный Богом» — распространённый тип теофорных имён у мусульманских народов.

Словообразовательная модель здесь необычна для русской фамилии. Обычно тюркские фамилии образуются через суффиксы -ов/-ев или -ин, но Матигулин сохраняет исходное имя почти без изменений, лишь добавляя русский фамильный показатель. Это говорит о том, что фамилия оформилась в среде, где русская административная система накладывалась на уже сложившиеся тюркские имена, — скорее всего, в Поволжье или Приуралье, среди татар или башкир. В этих регионах фамилии на -ин от имён на -улла (Гайнуллин, Хайруллин) встречаются сплошь и рядом, но вариант Матигулин — более редкий.

Географически фамилия тяготеет к Башкортостану и Оренбургской области. Встречается она и у татар, и у башкир, причём у последних могла возникнуть из башкирского варианта имени — Мәтиғулла. В документах XIX века, например, в ревизских сказках, можно найти Матигулиных среди тептярей и государственных крестьян — сословий, которые активно смешивали тюркские и русские традиции имяобразования. Никаких дворянских корней у фамилии нет, её носители — выходцы из крестьянской или мещанской среды.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Матигулин стоит в одном ряду с Матигуловым (где суффикс -ов) и Матигуллиным (с характерным татарским удвоением «л»). Разница в написании часто зависела от грамотности писаря или местной диалектной нормы. Встречается и вариант Матыгулин — с буквой «ы» в первом слоге, что отражает реальное произношение в некоторых говорах.