Фамилия Сигнатулина — яркий пример того, как русская фамилия может хранить в себе память о восточных корнях. Она образована от мужской формы Сигнатулин, а та, в свою очередь, — от личного имени Сигнатулла. Это имя имеет арабское происхождение и сложено из двух частей: «сигна» (искажённое «сигна» или «сина» — «грудь», «пазуха», но в переносном смысле может означать «тайна», «сокровенное») и «улла» (от «Аллах»). В наиболее правдоподобной трактовке Сигнатулла — это «тайна (или сокровенное) Аллаха». Имя встречается в среде татар, башкир и других тюрко-мусульманских народов Поволжья и Приуралья.

Модель образования фамилии типична для регионов с сильным тюркским влиянием: к основе на «-улла» добавляется русский патронимический суффикс -ин, указывающий на принадлежность («чей?»). Таким образом, Сигнатулин — это «сын (или потомок) Сигнатуллы». Женская форма Сигнатулина закрепилась в русской традиции как фамилия жены или дочери, но в официальных документах, начиная с XIX века, она стала передаваться по наследству.

Важно отметить, что фамилия не связана с русским словом «сигнал» или латинским signum («знак»). Это народное переосмысление чужого имени, которое могло возникнуть при записи в метрические книги или при переписях. Встречаются варианты написания — Сигнатуллин (с двойной «л»), что точнее передаёт арабскую графику, но форма с одной «л» (Сигнатулин/Сигнатулина) тоже широко распространена и закрепилась как литературная.

Фамилия редкая, её география в основном привязана к Татарстану, Башкортостану, Оренбургской и Челябинской областям, а также к тем регионам, куда в советское время мигрировало население из этих республик. Носители фамилии — потомки людей, чьи предки носили мусульманское имя Сигнатулла, что говорит о религиозной и культурной среде их происхождения. В сословном плане это могли быть крестьяне, мещане или служилые татары.

Сравните с однокоренными фамилиями: Сигнатуллин, Абдуллин (от «Абдулла» — «раб Аллаха»), Гайнуллин (от «Гайнулла» — «богатство Аллаха»). Все они построены по одной модели и указывают на имя, содержащее эпитеты Бога в исламской традиции.