Фамилия Местахудинов — один из тех случаев, когда написание может ввести в заблуждение. С точки зрения русского словообразования фамилия выглядит как типичный тюрко-татарский патроним с русским суффиксом -ов: «Местахудин» + -ов. Однако в основе, скорее всего, лежит не имя Местахудин, а арабское имя Мустахиддин (مستهدين) — «ищущий правильного пути», «стремящийся к истинной вере».

Первая буква «е» вместо «у» — результат адаптации арабского или тюркского произношения в русской записи. В татарском и башкирском языках имя Мустахиддин могло звучать как «Мөстәхиддин», где мягкое «ө» (близкое к русскому «ё») и «ә» (близкое к «я» или «е») при передаче кириллицей дали неожиданный вариант «Местахуд-». Такая замена гласных — не редкость для фамилий, записанных в XIX веке при переписях: чиновник фиксировал звучание на слух, а не сверялся с арабской вязью.

Суффикс -ин в конце основы («Местахудин») указывает на то, что в быту носителя звали именно так — Местахудин (усечённая форма от Мустахиддин). А окончание -ов — стандартная русификация, означающая «сын Местахудина». Таким образом, предок человека с этой фамилией, вероятно, носил имя Мустахиддин, был мусульманином и жил в среде татар, башкир или других тюркских народов Поволжья и Приуралья.

Фамилия редкая и географически локализованная. Её можно встретить в Татарстане, Башкортостане, а также среди потомков татарских переселенцев в Сибири и Средней Азии. В отличие от массовых фамилий вроде Абдуллин или Хасанов, Местахудинов сохранил в своём написании след живой устной речи — ту самую «е» вместо «у», которая для ономаста дороже правильного написания, потому что она выдает конкретный диалект или говор, где имя бытовало.