Фамилия Мухаметдинов — одна из тех фамилий, где имя отца превратилось в родовое прозвание, а затем закрепилось за потомками. Её основа — составное мусульманское мужское имя Мухаметдин, которое носил предок. Словообразовательная модель проста: к полной форме имени добавили русский патронимический суффикс -ов, который отвечает на вопрос «чей?» и означает «сын Мухаметдина». Такой способ образования типичен для фамилий, сложившихся у тюркских народов после вхождения в состав Российской империи, когда русская администрация и церковь требовали фиксировать родовые имена по привычному образцу.

Само имя Мухаметдин двукоренное. Первая часть восходит к арабскому имени Мухаммад (в тюркской огласовке — Мухамет, Мухамат), что значит «прославляемый», «восхваляемый». Вторая часть — «дин» — переводится с арабского как «вера», «религия». Поэтому один из вариантов перевода целого имени — «прославляющий веру» или, в более вольной трактовке, «Мухаммад исламской религии». Здесь стоит сделать важную оговорку: имя Мухаммад носил пророк, поэтому в мусульманской среде оно всегда было сакрально значимым, и добавление к нему слова «дин» подчёркивало религиозный смысл, а не бытовое прозвище.

Встречаются и другие написания этой фамилии: Мухаметдинов, Мухамметдинов, Мухаматдинов. Разнобой объясняется тем, что арабские звуки, которых нет в русском языке, передавали на слух по-разному — то через «а», то через «е», с удвоением «м» или без него. Для генеалогического поиска это важно: в метрических книгах и ревизских сказках одна и та же семья могла записываться под разными вариантами.

Носители фамилии традиционно проживают в Поволжье и Приуралье — в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях, а также среди казахских и башкирских родов. Исторически это зона расселения татар и башкир, где подобные фамилии на -ов формировались массово в XVIII–XIX веках. Род занятий предков мог быть любым: от муллы или торговца до крестьянина, — сама фамилия указывает лишь на имя отца, а не на сословие или ремесло. Сведений о каком-либо едином знатном роде Мухаметдиновых нет, и это нормально: большинство таких фамилий возникло в крестьянской и мещанской среде.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Мухаметдинов стоит в одном ряду с Мухаметшиным, Мухаметзяновым, Мухаметрахимовым. Их объединяет общий корень «мухамет», а различаются вторые компоненты, которые когда-то были самостоятельными именами. Это лишний раз подтверждает: фамилия собиралась из готовых элементов, а не выдумывалась заново.