Фамилия Садуллоева происходит от мужского личного имени Садулло, которое в свою очередь восходит к арабскому имени Саадулла (Sa‘d Allāh) — «счастье Аллаха», «благоденствие Божие». В тюркских языках, особенно в узбекском и таджикском, начальный звук «с» мог переходить в «с», а долгий гласный «а» редуцироваться, так что форма Садулло — закономерный вариант. Прибавление суффикса -ев (с фонетическим переходом «в» в «в» после гласного) указывает на патронимическую модель: «сын (или потомок) Садулло». Окончание -а — русское грамматическое оформление женского рода, так что Садуллоева — это «жена или дочь Садулло». В мужском варианте фамилия звучит как Садуллоев.

Фамилия типична для народов Средней Азии, особенно для таджиков и узбеков, у которых в советский период при записи фамилий использовали русские суффиксы -ов/-ев. В самой Средней Азии до XX века фамилий в привычном европейском смысле не было: человека называли по имени отца (Садуллоевич, Садуллоев) или по роду. Оформление таких патронимов в постоянную фамилию произошло в 1930–1940-е годы при паспортизации. Поэтому носители фамилии Садуллоева в большинстве своём — потомки человека по имени Садулло, жившего в конце XIX — начале XX века.

Словообразовательная модель здесь простая, но интересная: основа заканчивается на гласный (Садулло), поэтому суффикс -ев, а не -ов. Если бы имя оканчивалось на согласный, был бы -ов (например, Ахмад — Ахмадов). Встречаются и варианты написания с двумя «л» (Садуллоев/Садулоев), но первый — более точный, так как в арабском и персидском написании удвоение «л» присутствует.

Географически фамилия распространена в Таджикистане, Узбекистане, а также среди таджикской и узбекской диаспоры в России. Встречается и в Дагестане, где под влиянием аварского или лезгинского языков имя Садулло могло адаптироваться, но суффикс остался русским. Социальный контекст: предки носителей фамилии — скорее всего, оседлые земледельцы, ремесленники или торговцы из Ферганской долины или Гиссарского хребта, так как имя Саадулла было популярно именно среди простых мусульман, а не знати (у знати чаще встречались имена с титулами вроде Мирзо, Бек).

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Садуллоева стоит в одном ряду с Саадуллаевым, Садуллаевым, Садулло. Разница в суффиксах: -ев (русская патронимическая модель), -и (иранский суффикс принадлежности, как в Садулли), окончание -о (тюркская краткая форма). Фамилия Садуллоева — самая «русифицированная» из них, что говорит о советском периоде фиксации.