Фамилия Насрытдинов — один из характерных примеров того, как русская фамильная модель (-ов) наслоилась на арабское по происхождению имя. Если разобрать её по составу, сразу видно два пласта: корень «Насрытдин» и русский патронимический суффикс -ов, который буквально означает «чей?» — то есть потомок того, кого звали Насрытдин.

Само имя Насрытдин — это народная, бытовая форма арабского имени Наср ад-Дин (نصر الدين). В классическом арабском «Наср ад-Дин» переводится как «помощь веры» или «победа религии». Однако в тюркской среде, особенно у татар и башкир, это имя прижилось в сокращённом и адаптированном виде — Насрытдин, где ударение сместилось, а звуковой облик стал удобнее для местного произношения. Подобные имена (Гайнутдин, Шамсутдин, Садретдинов) массово встречаются в Поволжье и на Урале.

Географически фамилия Насрытдинов наиболее плотно представлена в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях — то есть в зоне расселения казанских татар и башкир. В дореволюционной России такие фамилии закрепились после переписи 1897 года, когда крестьянам и мещанам начали массово приписывать фамилии по отцу. Предки современных Насрытдиновых, скорее всего, были муллами, торговцами или зажиточными крестьянами, потому что имя с корнем «дин» (вера) давали в семьях, где ценили религиозное образование.

Любопытная деталь: по сравнению с фамилией Насретдинов (через «е»), вариант с «ы» встречается реже и считается более диалектным, отражающим особенности местного говора — так называемое «ыканье», свойственное части татарских диалектов. В официальных документах XIX века могли писать и так, и этак, поэтому у двух однофамильцев из разных деревень могла закрепиться разная гласная.

С точки зрения словообразования, фамилия типична для русского ономастикона: суффикс -ов присоединяется к основе, оканчивающейся на твёрдый согласный, и указывает на принадлежность. Никакой другой модели — например, без суффикса (как у украинских фамилий) — здесь нет, что подтверждает позднее оформление фамилии уже в русскоязычной среде.