Фамилия Шамутдинов — классический пример русской фамилии, образованной от арабского или тюркского личного имени по модели «имя + русский патронимический суффикс -ов». В основе лежит мужское имя Шамутдин, которое представляет собой вариант имени Шамсутдин. Если разобрать имя по составу, то «шамс» (или «шам») переводится с арабского как «солнце», а «дин» — «вера, религия». Вместе имя означает «солнце веры» или «светоч религии». Это теофорное имя, распространённое среди мусульманских народов, особенно у татар, башкир и народов Кавказа.

Суффикс -ов указывает на то, что фамилия формировалась в русской языковой среде: его добавляли к основе, чтобы передать принадлежность к роду. Первоначально Шамутдинов — это «сын Шамутдина», а затем фамилия закрепилась за потомками. Важная деталь: в самом имени произошёл фонетический сдвиг — вместо «Шамсутдин» закрепилась форма «Шамутдин» с заменой «с» на «т». Это могло случиться под влиянием местных говоров или при записи имени в документах писцами, которые не были знакомы с арабской орфографией.

Географически фамилия чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в регионах Поволжья и Урала, где исторически жили татары и башкиры. Встречаются и варианты написания — Шамсутдинов, Шамутдинов, иногда с удвоенной «н» (Шамутдиннов), но это уже искажения при регистрации. Социально носители фамилии в прошлом были, как правило, крестьянами или мещанами, но само имя указывает на религиозный контекст — предок мог быть муллой, учителем или просто набожным человеком, получившим имя в честь религиозного понятия.

Единственная спорная версия — что фамилия могла образоваться от тюркского слова «шамут» (сор, мусор) с суффиксом -дин, но это маловероятно: в тюркских языках такое слово не фиксируется как основа для имени, а арабская этимология подтверждается массой параллельных фамилий (Шамсутдинов, Шамсиев, Шамшадинов). Поэтому основной и единственно правдоподобный вариант — происхождение от арабского имени со значением «солнце веры».