Фамилия Рахимуллина — женская форма от мужской Рахимуллин, а та, в свою очередь, типичный представитель огромного пласта русских фамилий тюркского происхождения. Её основа — арабское имя Рахимулла, которое переводится как «милость Аллаха» или «милосердие Божье». Имя это составное: «Рахим» (милостивый, один из эпитетов Аллаха в исламе) плюс «улла» (араб. «Аллах»). В мусульманской традиции такие имена (Абдулла, Убайдулла, Рахимулла) давали с пожеланием божественного покровительства.

В русском языке фамилию оформили по стандартной модели: к основе Рахимулла добавили патронимический суффикс -ин, который в русской ономастике указывает на принадлежность («чей?» — Рахимуллин, то есть сын Рахимуллы). Окончание -а в женском варианте — чисто грамматическое, для согласования по роду. Такая схема образования — самая распространённая среди фамилий народов Поволжья и Приуралья, принявших русскую фамильную систему: татары, башкиры, чуваши часто оформляли родовые имена через -ин или -ов, русифицируя мусульманские имена.

Географически фамилия Рахимуллин (и её женская форма) чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане и в Оренбургской области. Это логично: именно в этих регионах исторически жили тюркские народы, у которых имя Рахимулла было в ходу, а при переходе к фамилиям (в основном после ревизий XVIII–XIX веков) оно закрепилось как родовое. Встречаются Рахимуллины и среди казахских, и среди узбекских семей, но в русской записи у них обычно иные окончания (Рахимуллаев, Рахимулла).

Сословно предки носителей этой фамилии — скорее всего, крестьяне или мещане из татарских или башкирских деревень. Дворянских родов с такой фамилией в Российской империи не зафиксировано, что типично для фамилий, образованных от простонародных мусульманских имён. В отличие от, скажем, фамилии Рахимов (от более краткой формы имени Рахим), Рахимуллин сохраняет полную трёхчастную структуру имени, что делает её более редкой и более точно привязанной к конкретному арабскому теониму.