Фамилия Тухватуллина — это женская форма мужской фамилии Тухватуллин, и её происхождение напрямую связано с мусульманским именем Тухфатулла. В переводе с арабского это имя означает «дар Аллаха» или «подарок Бога». Основа фамилии — форма Тухватулла — скорее всего, возникла как диалектный или разговорный вариант более книжного имени Тухфатулла: в устной речи звук «ф» нередко переходил в «хв» или «х», что и закрепилось в родовом имени.

Словообразовательная модель здесь классическая для русских фамилий, образованных от тюркских и арабских имён: к основе Тухватулла добавили патронимический суффикс -ин, который указывает на принадлежность к отцу или предку. То есть первоначально Тухватуллин — это «сын Тухватуллы». Суффикс -ин, а не -ов, в этом случае объясняется тем, что основа имени оканчивается на гласный звук, и по правилам русской ономастики для таких основ чаще используется именно -ин.

Само имя Тухфатулла — составное, теофорное, то есть включающее в себя имя Всевышнего. Подобные имена (например, Абдулла — «раб Аллаха», Убайдулла — «маленький слуга Аллаха») были широко распространены у татар, башкир и других народов, исповедующих ислам, особенно в Поволжье и на Урале. Поэтому Тухватуллины — это, как правило, семьи с татарскими или башкирскими корнями, чьи предки носили это имя.

Процесс формирования фамилий у мусульманских народов Российской империи был длительным и неравномерным. В отличие от русского дворянства, где фамилии закрепились ещё в XVI–XVII веках, у татар и башкир массовое появление фамилий приходится на конец XIX — начало XX века, после переписей и введения всеобщей воинской повинности. Именно тогда имя Тухватулла, передававшееся из поколения в поколение, закрепилось в качестве фамильной основы.

Встречаются и родственные фамилии с тем же корнем: Тухфатуллин, Тухватуллин, Тухбатуллин. Разница в написании часто объясняется местными особенностями произношения и тем, как писарь или переписчик записал имя со слов носителя. Поэтому Тухватуллина и Тухфатуллина — это не разные роды, а, скорее всего, ветви одной семьи, разошедшиеся по документам.

Точное место и время возникновения конкретного рода Тухватуллиных можно установить только через генеалогические исследования: метрические книги, ревизские сказки и подворные переписи. Однако уже сейчас ясно, что фамилия несёт в себе глубокий религиозный смысл: каждый, кто носит её, — потомок человека, которого родители назвали в честь божественного дара, и эта благодарность Всевышнему осталась зашифрованной в родовом имени.