Фамилия Шахрудинов — редкий случай, когда в русской модели фамилии закрепилось имя, восходящее к арабской традиции. Основа здесь — личное имя Шахрудин, которое состоит из двух корней: «шах» (персидское «царь, владыка») и «дин» (арабское «вера, религия»). В сумме имя означает «царь веры» или «владыка религии». Это типичный теофорный составной антропоним, популярный в мусульманских культурах Кавказа и Средней Азии.

Словообразовательная модель проста и прозрачна: к основе Шахрудин добавили русский патронимический суффикс -ов. Такой способ — самый распространённый в русской фамильной системе: он превращает отчество в наследственную фамилию. Шахрудинов буквально означает «сын Шахрудина», «потомок Шахрудина». Суффикс -ов указывает на то, что фамилия оформлялась уже в русской среде, скорее всего, при документальной записи в XIX — начале XX века.

Географически фамилия тяготеет к Северному Кавказу, особенно к Дагестану и Чечне. У народов этого региона составные имена с компонентом «дин» (Магомеддин, Алидин, Шамсуддин) широко распространены. При этом окончание -ов, а не -ев, говорит о том, что имя-основа заканчивается на твёрдый согласный (в имени Шахрудин конечный «н» твёрдый, поэтому суффикс -ов, а не -ев).

Сословная принадлежность предков Шахрудиновых, скорее всего, была крестьянской или узденской (свободные общинники на Кавказе). Дворянские роды с такой фамилией в дореволюционных родословных книгах не зафиксированы. Встречаются варианты написания Шахрудинов и Шахрудинов — это объясняется передачей арабской буквы «д» через русскую графику. Вторая «и» в середине (ШахрУдинов) — органичная часть имени, ударение обычно падает на предпоследний слог: Шахруди́нов.