Фамилия Матигуллина — вариант женской формы мужской фамилии Матигуллин. Она явно восходит к тюркскому, скорее всего татарскому или башкирскому, имени Матигулла (встречается также написание Матигулла). Это составное имя: первая часть «мати» — искажённое арабское «ма’ти» (дающий, дарящий) или же местный диалектный вариант, а вторая часть «гулла» — искажённое арабское «гулла» (раб) или же «улла» (Аллах). В итоге имя можно перевести как «дар Аллаха» или «раб дарующего» — типичная для исламского именника конструкция, где имя прославляет Бога через его качества.

Фамилия образована по русской модели: к основе Матигулл- добавлен суффикс -ин, который в русском языке указывает на принадлежность: «чей?» — Матигуллин, то есть сын или потомок Матигуллы. Окончание -а в женском варианте Матигуллина — стандартное русское грамматическое окончание для фамилий этого типа.

Географически фамилия тяготеет к регионам с компактным проживанием татар и башкир: Татарстан, Башкортостан, а также к соседним областям — Оренбургской, Челябинской, Самарской. Встречается она и у казахов, но реже: у них фамилии с суффиксом -ин нетипичны, и Матигуллин/Матигуллина — скорее результат русификации при советской паспортизации.

Редкая особенность этой фамилии — возможная вариативность ударения. В татарском языке ударение обычно падает на последний слог, поэтому в исходном имени Матигулла́ ударение на «а». В русском языке фамилия могла сместить ударение на суффикс: Матигу́ллин или Матигулли́н — встречаются оба варианта, и единой нормы нет. Это типично для фамилий, прошедших через две языковые системы.

Предки человека с фамилией Матигуллина, скорее всего, были сельскими жителями, крестьянами или ремесленниками, носившими личное имя Матигулла. Фамилия закрепилась в XIX — начале XX века, когда у татар и башкир начали массово оформлять фамилии по русскому образцу. Никаких документальных свидетельств о знатном происхождении или принадлежности к дворянству у этой фамилии нет — она из народной среды.