Фамилия Матыгулина — женская форма фамилии Матыгулин. В её основе лежит тюркское мужское имя Матыгул, которое восходит к двум корням: «мат» (адаптированное арабское «мухаммад», то есть «восхваляемый», «достойный хвалы») и «гул» (от тюркского «кул» — «раб», «слуга»). В именах такого типа «кул» чаще всего означает «раб Божий», поэтому Матыгул — это примерно «раб Восхваляемого», то есть Аллаха. Имя было распространено у башкир, татар и других народов Поволжья и Приуралья.

Суффикс -ин в фамилии Матыгулин указывает на типичную русскую модель образования от тюркских основ: к имени отца добавляли притяжательный суффикс, и «Матыгулин» означало «сын Матыгула». Фамилия закрепилась в среде крещёных татар и башкир, которые в XIX веке массово получали фамилии по отчеству при переписях и ревизиях. Встречается она преимущественно в Башкортостане, Татарстане, а также в Челябинской и Оренбургской областях.

Интересна вариативность написания: в дореволюционных документах можно найти формы Матыгулов, Матыгуллин или Матгулов — двойное «л» и замена гласных отражают разное произношение в диалектах. Но вариант Матыгулин (и Матыгулина) — самый частый и устоявшийся. Носительница фамилии, скорее всего, имеет корни из среды мусульманских или крещёных тюркских народов, а её предки носили имя Матыгул, что подчёркивает религиозный подтекст: имя давали в надежде на благочестие и покорность Богу.