Фамилия Султангирова — женская форма, а мужская, Султангиров, образована от тюркского составного имени Султангир. Разбираем это имя: первая часть, «султан», в тюркском мире означает не только правителя, но и титул, прилагавшийся к духовным авторитетам и просто знатным людям. Вторая часть — «гир», восходящая к персидскому «гир» (берущий, хватающий). В сумме имя Султангир можно перевести как «тот, кто берёт (владеет) султаном» или, в более переносном смысле, «обладающий властью». Это типичный для тюркской антропонимии композит, где к титулу добавляют глагольный компонент, чтобы подчеркнуть силу или действие.

Словообразовательная модель здесь классическая для фамилий народов Поволжья и Урала: к основе имени присоединили русский патронимический суффикс -ов (и его вариант -ев), а затем добавили окончание женского рода -а. Такая модель массово закрепилась у татар, башкир и других тюркоязычных групп после введения всеобщей паспортизации в Российской империи. Суффикс -ов указывает на принадлежность: «чей?» — Султангиров, то есть сын (или дочь) Султангира.

Географически фамилия Султангирова (и Султангиров) чаще всего встречается в Башкортостане, Татарстане, а также в Оренбургской и Челябинской областях — это регионы, где исторически были сильны башкирские и татарские роды. Носители фамилии могли быть выходцами из сословия тептярей или государственных крестьян, но точное сословное происхождение по одной фамилии не установить — слишком много Султангиров разного социального статуса.

Есть редкая, но возможная версия, что имя Султангир могло быть не личным, а прозвищным — так могли назвать человека, который служил при султане (например, в качестве приближённого или сборщика податей). Однако в ономастике приоритет отдают личному имени, поскольку сложносоставные имена с компонентом «султан» были очень популярны у тюркских народов в XVII–XIX веках.

Сходные по структуре фамилии — Султанов, Султанмуратов, Гирфанов — показывают, что корень «гир» мог использоваться и самостоятельно (Гиров, Гирфанов от арабского «гирфан» — знание), но в составе Султангирова он образует уникальную пару, не смешивающуюся с арабскими заимствованиями.