Фамилия Нуриллаева — женская форма фамилии Нуриллаев, и её происхождение напрямую связано с мужским личным именем Нурилла. Это имя, как и сама фамилия, имеет арабские корни и распространено у народов, исповедующих ислам, особенно в Закавказье, Средней Азии и среди татар.

Имя Нурилла состоит из двух частей: «нур», что с арабского переводится как «свет», «сияние», и «Алла» — сокращённая форма имени Аллах. Таким образом, Нурилла означает «свет Аллаха» или «сияние Бога». Это теофорное имя, то есть содержащее отсылку к божеству, и в мусульманской традиции такие имена давали с пожеланием, чтобы ребёнок был праведным и находился под защитой Всевышнего. Фамилия Нуриллаев (и Нуриллаева) образована по распространённой модели: к основе имени добавили русский патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного). В буквальном смысле Нуриллаев означает «сын Нуриллы», а Нуриллаева — «дочь Нуриллы» или «жена Нуриллы», хотя в современном русском языке фамилия закрепилась как наследственная, а не описательная.

Поскольку фамилия образована от имени, а не от прозвища или профессии, её появление напрямую связано с именем конкретного предка. Носительница фамилии Нуриллаева — потомок человека, которого звали Нурилла. Среди однокоренных фамилий встречаются варианты Нуруллаев, Нуриев, Нургалиев — все они восходят к именам с корнем «нур». В отличие от многих русских фамилий, у Нуриллаевой нет привязки к определённому сословию или ремеслу: её могли получить и крестьяне, и горожане, и духовные лица, если у них был предок с таким именем. Географически фамилия чаще всего встречается в Дагестане, Чечне, Азербайджане, Узбекистане, а также в татарских общинах Татарстана и Башкортостана. Написание с двумя «л» (Нуриллаева) — стандартное для русского языка, хотя в оригинале имя может передаваться как Нурулла или Нурилла с одной «л» в зависимости от диалекта.