Фамилия Начмутдинова — яркий пример того, как русская словообразовательная модель соединилась с арабским по происхождению именем. Основа фамилии — мужское имя Начмутдин, вариант арабского Наджмуддин (или Наджм ад-Дин), что переводится как «звезда веры». «Наджм» — звезда, «дин» — вера, религия. В русском языке имя адаптировалось, потеряв начальное «дж» и упростив произношение. Фамилию образовали по стандартной русской модели: к основе имени добавили патронимический суффикс -ов и окончание -а, указывающее на женский род носителя. Таким образом, Начмутдинова — это буквально «дочь (или жена) Начмутдина».

Корни фамилии ведут в татаро-башкирскую среду, а также в среду других тюркских народов Поволжья и Урала, традиционно исповедующих ислам. Имена с компонентом «дин» (Гайнутдин, Шамсутдин, Фатхутдин) здесь были широко распространены. Фамилия Начмутдинов (а женская форма Начмутдинова) могла закрепиться за потомками муллы, учителя медресе или просто набожного человека, носившего такое имя. Интересно, что в официальных документах XIX — начала XX века фамилия могла записываться через «ы» — Начмутдынова, что отражает местные диалектные особенности произношения.

С точки зрения географии, фамилия встречается преимущественно в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях. Учитывая, что фамилия образована от полного арабского имени, а не от прозвища, её носители в прошлом, скорее всего, относились к сословию государственных крестьян или мещан, а не к дворянству. Редкость фамилии (она не входит в списки самых распространённых) объясняется тем, что имя Начмутдин само по себе менее популярно, чем, скажем, Гайнутдин или Шамсутдин.