Фамилия Мельзетдинов — редкий пример фамилии, образованной от сложного арабо-тюркского имени, и ее разговорная форма заметно отличается от книжной. Основа здесь — мужское имя Мельзетдин, которое в более точной записи выглядит как Мальзетдин или Мализетдин. Оно состоит из двух арабских корней: «малик» (царь, владыка, господин) и «дин» (вера, религия). Таким образом, имя означает «царь веры», «владыка религии». В тюркской среде, особенно у татар и башкир, подобные имена с компонентом «дин» были очень популярны в мусульманский период, и Мельзетдин — один из вариантов, где начальный звук «а» под влиянием живого произношения перешел в «е».

Фамилию образовали по стандартной русской модели — с помощью патронимического суффикса -ов. Суффикс -ов присоединили к основе «Мельзетдин», и получилось «Мельзетдинов», то есть «сын Мельзетдина». Такое оформление — типичное для фамилий тюркского происхождения: русская администрация в XIX веке фиксировала имена и прозвища по своему шаблону, добавляя к ним -ов или -ев, независимо от того, как звучало имя в оригинале.

Географически фамилия привязана к Волго-Уральскому региону. Наибольшая концентрация носителей встречается среди татар и башкир, особенно в Башкортостане, Татарстане, а также в соседних Оренбургской и Челябинской областях. Встречается она и в среде мишарей (западных татар). Фамилия не относится к числу распространенных: по разным оценкам, количество носителей в России не превышает нескольких сотен человек.

Интересная деталь — написание фамилии. Встречаются варианты Мельзетдинов и Мельзитдинов. Второй вариант отражает более «окающее» произношение имени, когда безударный «е» переходит в «и». Оба написания законны, но написание через «е» считается исторически более точным, так как ближе к исходному арабскому корню «малик».

Сословно предки носителей фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или мелким торговцам. Сложное имя, означающее «царь веры», могло даваться ребенку в религиозной семье как пожелание духовной силы, а не как указание на знатное происхождение. В записях метрических книг XIX века фамилия встречается в деревнях Уфимской и Оренбургской губерний, что подтверждает ее «сельское» происхождение.