Фамилия Сержетдинова — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не прозвище, а сложный религиозный термин, переосмысленный в бытовой среде. Корень здесь — арабское «шаржат» (шариат, священный закон) в тюркском произношении, которое через ряд фонетических сдвигов превратилось в «сержет» или «серждит». Вторая часть — «дин» (вера, религия), тот же компонент, что в именах Гайнутдин, Садретдинов. В сумме «Сержетдин» означает нечто вроде «закон веры» или «правоверный шариату», хотя в быту такое прозвище могли дать человеку, который строго соблюдал религиозные предписания или, наоборот, славился знанием норм шариата.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе на согласный добавляется суффикс -ов, а для женщины — окончание -а. То есть Сержетдинова — женская форма от мужской фамилии Сержетдинов. Это типичный для Поволжья и Приуралья способ русификации татарских и башкирских фамилий: корень остаётся тюрко-арабским, а грамматический «хвост» — русским. Встречается фамилия почти исключительно среди татар и башкир, причём географически привязана к Оренбургской области, Башкортостану и Татарстану.

В отличие от более частых «Ахметдиновых» или «Гайнутдиновых», вариант с «Сержет-» необычен: начальное «с» вместо «ш» — результат местного диалектного произношения, где шипящие смягчались или оглушались. В письменных источниках XVIII–XIX веков могли фиксировать как «Шаржатдинов», но в советских паспортах закрепился именно вариант с «с», что и дало современную форму. Носительницы этой фамилии, скорее всего, потомки сельских мулл или уважаемых старейшин, чьё прозвище со временем стало родовым именем.

Других версий происхождения — от тюркского слова «серж» (сорт, вид) или от русского «сержант» — ономастика не поддерживает: вторая часть «-дин» однозначно указывает на религиозный компонент, а попытка связать фамилию с воинским званием требует натяжек. Поэтому основной путь — через арабский корень «шариат» и тюркскую огласовку.