Фамилия Нейматулина — женская форма от мужской Нейматулин, а та образована от арабского имени Нейматулла (в более привычной транслитерации — Ниматулла или Нематулла). Имя составное: «неймат» (араб. نعمة — «благо», «милость», «благодать») и «улла» (араб. الله — «Аллах»). Вместе — «милость Аллаха», «благодать Божья». Такие теофорные имена (содержащие отсылку к Богу) широко распространены в мусульманских культурах: от арабского мира до Поволжья и Средней Азии.

Фамилия Нейматулина (и её мужской вариант) — типичная для татар, башкир и народов Северного Кавказа, особенно для дагестанских этносов (даргинцев, лакцев, аварцев). В русской письменной традиции фамилии на -ин/-ына закрепились у многих нерусских народов по той же модели, что и у русских: основа имени плюс притяжательный суффикс («чей?» — Нейматуллин/Нейматулин, то есть «сын Нейматуллы»). Разница в написании — Нейматулин или Нейматуллин — чисто орфографическая: в арабском имени удвоенная «л» (Аллах), но в русской паспортной практике часто встречается и одинарная буква, что не меняет смысла.

Встречаются и варианты с другим окончанием — Нейматулаев (по модели «чей сын?» с суффиксом -ев). Но фамилия Нейматулина — одна из самых частых форм среди носительниц, особенно в Дагестане и Татарстане. В дореволюционных метрических книгах и советских паспортах она фиксировалась как «Нейматулина» у женщин и «Нейматулин» у мужчин, без варианта с двумя «л» — это зависит от того, как записали имя при первом документировании.

По социальному происхождению предки Нейматулиных — скорее всего, крестьяне или сельские жители, поскольку фамилии на -ин у татар и кавказских народов часто давались по имени отца без сословной привязки. Знатных родов с такой фамилией в истории не зафиксировано. Если искать однокоренные фамилии, то стоит вспомнить Нематуллаева, Нейматуллаева, Нейматов — все они восходят к тому же корню «неймат» (благо).