Фамилия Мухутдинов происходит от личного имени Мухутдин — одного из диалектных вариантов широко распространённого у мусульманских народов имени Мухамметдин. Если разложить это имя на составляющие, то арабское «Мухаммед» переводится как «прославляемый», а «Дин» — как «вера». Соединив части, получаем смысл «прославляющий веру». Имя Мухаммед носил арабский проповедник единобожия и пророк ислама, центральная фигура этой религии, поэтому составные имена с его основой традиционно пользовались особым почетом.

Словообразовательная модель фамилии проста и прозрачна: к основе Мухутдин добавили типичный русский патронимический суффикс -ов, который отвечает на вопрос «чей?» и указывает на прямого предка. Так что буквально Мухутдинов — это сын или потомок Мухутдина. Подобная русификация тюркских и арабо-мусульманских имен происходила на протяжении нескольких столетий, когда народы Поволжья и Урала активно взаимодействовали с русскоязычным окружением.

Фамилия бытует преимущественно у татар и башкир, а также встречается у представителей других народов, исторически исповедующих ислам. Географически она чаще всего привязана к Татарстану, Башкортостану и соседним регионам, откуда в советское и постсоветское время носители фамилии расселились по всей стране.

Стоит отметить, что вариант Мухутдин — не единственный. В тюркской среде встречаются параллельные формы: Мухаметдинов, Мухамметдинов, Мухутдинов. Разница в произношении и написании объясняется диалектными особенностями и тем, как арабское гортанное «х» и долгие гласные передавались в разных местных языках. Фамилия Мухутдинов закрепила именно ту форму, которая была привычна в конкретном роду.

Отдельного упоминания заслуживает редкий в русской ономастике случай, когда имя-основа включает теофорный элемент «дин» — вера. Это делает фамилию не просто указанием на отца, а своеобразным религиозным свидетельством: предок носил имя, прославляющее исламскую веру, и эта характеристика перешла в фамилию.