Фамилия Серозендинова — редкий пример, где географическая привязка, вероятно, спрятана прямо в основе. Если отбросить типичный для русских фамилий суффикс -ов, получим корень «серозендин». Скорее всего, перед нами этнохороним — название жителя определённой местности, переделанное на русский лад.

Вероятнее всего, основа восходит к топониму Серозенди (или близкому варианту). Подобные названия встречаются в тюркоязычных регионах, в частности, в Средней Азии. «Сер» может означать «жёлтый» или «голова/вершина» (в зависимости от языка), «зенди» — возможно, искажённое название селения или племени. Таким образом, Серозендин — это «житель Серозенди», а фамилия Серозендинова — «дочь/потомок того самого серозендинца».

Суффикс -ин в данном случае не указывает на принадлежность отцу (как в фамилиях типа «Ильин»), а встроен в саму основу, обозначающую человека по месту жительства. Окончание -ова прямо говорит, что фамилия женская; мужской вариант — Серозендинов. Такие фамилии часто возникали у русских переселенцев или у людей, принявших православие, когда требовалось зафиксировать, откуда родом человек или его предок.

Второй, менее вероятный вариант — основа от прозвища. В некоторых тюркских диалектах «серозен» могло означать «желтобородый» или «светловолосый», а добавление «дин» (от арабского «религия, вера») давало бы значение вроде «светловерный» — но это уже натяжка и спекуляция без подтверждения в источниках. Первая версия с топонимом выглядит убедительнее, так как объясняет необычное скопление звуков.

Фамилия практически не встречается в исторических документах и современных базах данных за пределами узкого круга носителей. Это говорит о том, что род мог быть малочисленным, а фамилия — локальной, возможно, записанной при паспортизации в XIX — начале XX века с искажением на слух. Искать корни стоит в южных регионах бывшей Российской империи, где соприкасались русские и тюркские миры.