Фамилия Мусабалинова образована по классической русской модели от мужской фамилии Мусабалинов, которая, в свою очередь, восходит к составному имени-прозвищу. Основа здесь — два тюркских компонента: «Муса» и «бали». Первая часть восходит к арабскому имени Муса (библейский Моисей), широко распространённому у народов, исповедующих ислам. Вторая часть — «бали» — может означать «знающий», «ведающий», «мудрый» (от тюркского bil- «знать»), либо восходить к слову «балы» (мёд, сладость). В любом случае, сочетание «Мусабали» осмыслялось как «знающий Муса» или «сладкий, как мёд, Муса» — типичное для тюркской антропонимии составное прозвище, подчёркивающее качество человека.

Суффикс «-ин» в фамилии Мусабалинова указывает на принадлежность: «чей?» — сын или потомок Мусабали. В русской традиции фамилии с суффиксом -ин образуются от основ на -а/-я, что и произошло: Мусабали → Мусабалин → Мусабалинова. Окончание «-а» — женский вариант фамилии, то есть носительница — женщина из рода Мусабалиновых.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически смешивались тюркские и славянские языки: Поволжье (Татарстан, Башкортостан), Урал, отчасти Казахстан и Средняя Азия. Встречается она редко, что говорит о локальном происхождении — вероятно, от конкретного предка по имени Мусабали, жившего в небольшой деревне или ауле. В метрических книгах XIX века такая фамилия могла фиксироваться с разными вариантами написания: Мусабалинов, Мусабалин, а женская форма — Мусабалинова — закрепилась в паспортной системе уже в советское время.

С точки зрения словообразования, фамилия интересна тем, что сохранила полную форму составного имени без усечения. Многие подобные фамилии (например, Мусабаев, Мусаев) отбросили второй компонент, а здесь он остался, что делает фамилию более редкой и ценной для генеалогического поиска. Предки носительницы фамилии, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками, принявшими фамилию по отцу или деду в конце XIX — начале XX века, когда массово присваивались фамилии нерусскому населению Российской империи.