Фамилия Насреддинова — женская форма от мужской Насреддинов, а та, в свою очередь, восходит к арабскому составному имени Насреддин (Наср ад-Дин). На русский язык оно переводится как «победа веры» или «помощь религии». Это типичное теофорное имя, популярное в мусульманском мире, особенно у тюркских и ираноязычных народов. Самая известная его вариация — Ходжа Насреддин, фольклорный герой-мудрец и острослов, чьё имя стало нарицательным. Однако фамилия Насреддинова не обязательно связана с этим персонажем: имя Насреддин веками давали мальчикам в семьях, желавших подчеркнуть религиозную добродетель.

Словообразовательная модель здесь проста и прозрачна. К основе «Насреддин» добавили русский патронимический суффикс -ов, а затем — окончание -а, указывающее на женский пол. Такая модель типична для фамилий, которые возникли в среде, где русская административная система фиксировала имена по отчеству, но носители говорили на тюркских или кавказских языках. Поэтому фамилия Насреддинова — почти наверняка не исконно русская, а «обрусевшая» форма, закреплённая в документах XIX–XX веков.

Географически фамилия тяготеет к регионам с традиционно мусульманским населением: Татарстан, Башкортостан, Дагестан, Чечня, а также среднеазиатские республики. В русских областях центральной России она встречается редко, и, как правило, у потомков мигрантов из Поволжья или Кавказа. Интересная деталь: в арабской графике имя Насреддин пишется слитно, но при передаче через кириллицу иногда возникали варианты — Насретдинов, Насрутдинов. Разница в огласовке (гласной между «р» и «т») отражает диалектные особенности произношения: в одних тюркских языках звук «е» переходит в «и» или «у».

Сословная принадлежность предков-носителей фамилии была разной. Среди Насреддиновых встречались и крестьяне, и купцы, и духовные лица (муллы, муэдзины). Имя «победа веры» нередко давали сыновьям в семьях, где дед или отец были связаны с исламским образованием. Однако прямой связи с духовенством нет: имя оставалось общеупотребительным и у простых людей.

Если искать однокоренные фамилии, то ближе всего стоят Насретдинов, Насрутдинов, а также более редкие формы вроде Насреддинович (встречается у народов, где сохранились отчества). Все они — вариации одного корня, различающиеся лишь местной фонетикой.