Фамилия Нуртдинов происходит от мужского имени Нуртдин — диалектной, более простонародной формы арабского имени Нуретдин. В переводе с арабского оно означает «светило религии» или «свет веры». Имя составное: первая часть «nur» переводится как «свет», «сияние», вторая — «din» — как «вера», «религия». Таким образом, имя Нуртдин — это пожелание человеку стать светочем для окружающих, нести в мир знание и истину.

Словообразовательная модель фамилии проста и прозрачна: к основе Нуртдин добавили русский патронимический суффикс -ов, который указывает на отчество. То есть Нуртдинов буквально означает «сын Нуртдина», «принадлежащий роду Нуртдина». Такая модель складывания фамилий у тюркских народов Поволжья и Приуралья, в первую очередь у татар и башкир, стала массовой в первой половине XX века, когда документооборот требовал единообразной фиксации родовых имён.

Имя Нуретдин (и его вариант Нуртдин) традиционно давали в среде мусульманского духовенства и образованных слоёв общества. Однако диалектная форма Нуртдин, с усечённым первым слогом, чаще встречалась в крестьянской и ремесленной среде — так имя «спускалось» из книжной традиции в бытовую речь. Поэтому предки современных Нуртдиновых могли быть и муллами, и простыми земледельцами: само имя не гарантировало сословной принадлежности, но указывало на религиозность семьи.

В написании фамилии возможна вариативность: наряду с Нуртдинов встречается форма Нуртдинов, а также Нуретдинов, если семья сохраняла более книжный вариант имени в документах. Обе фамилии однокоренные, и их носители могут быть дальними родственниками, хотя со временем линии разошлись. Географически фамилия Нуртдинов распространена в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях, а также среди татарской диаспоры в Средней Азии.

Отдельного внимания заслуживает сравнение с однокоренными фамилиями: Нуртдинов — самая частая форма, Нуретдинов — более редкая, книжная, а вот фамилии на -инов (Нуртдинов) и -ев (Нуртдинев) практически не встречаются, что подтверждает устойчивость именно суффикса -ов в этой родовой линии.