Фамилия Валиулина образована от мужского личного имени Валиулла, которое имеет арабское происхождение и в переводе означает «друг Аллаха», «близкий к Богу». Имя Валиулла — сложное, оно состоит из двух основ: «вали» (близкий, святой, покровитель) и «улла» (Аллах). В исламской традиции это имя считается одним из почитаемых, его давали в знак особого религиозного благочестия.

По своей словообразовательной модели фамилия Валиулина — типичная русская фамилия с суффиксом -ин, который указывает на принадлежность к роду: «чей?» — Валиулин, то есть потомок человека по имени Валиулла. Окончание -а в женском роде (Валиулина) — грамматическая особенность, а не самостоятельная основа.

Процесс закрепления фамилий у тюркских и мусульманских народов Поволжья и Приуралья, где имя Валиулла было особенно распространено, проходил в основном в XIX — начале XX века, поэтому говорить о точном времени возникновения конкретной ветви рода Валиулиных можно только после генеалогического исследования. Однако ясно, что корень фамилии — не прозвище и не ремесло, а личное имя, данное при рождении.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Валиев, Валиуллин, Валитов) показывает, что все они восходят к одному корню «вали», но различаются суффиксами и полнотой формы. Валиулина — одна из самых точных по звучанию передач исходного арабского имени, без сокращений и упрощений, что встречается реже, чем, например, вариант Валиев.