Фамилия Ялялутдинов — редкий пример фамилии, образованной от сложного арабо-тюркского имени, и её разговорная форма почти полностью скрыла исходный корень. Чтобы понять значение, нужно восстановить полное имя, от которого она произошла: Ялялутдин. Это народный, «облегчённый» вариант арабского имени Джалялутдин (Джалалутдин), что означает «величие веры» или «слава религии» (от араб. «джаляль» — величие, слава + «дин» — вера, религия). В русской записи начальное «Дж» часто переходило в «Я» или «Ж» из-за особенностей произношения в тюркских языках (татарском, башкирском), где звук «дж» смягчается и редуцируется.

Фамилия образована по классической русской модели с суффиксом -ов, который добавляется к основе Ялялутдин. Суффикс указывает на принадлежность: «сын Ялялутдина». Такой способ словообразования характерен для фамилий, возникших в среде крещёных или обрусевших тюркских народов, но в данном случае, скорее всего, фамилия сохранилась у мусульманского населения (татар, башкир), где отчество на -ов стало нормой после XVII–XVIII веков вместе с введением метрических книг.

Географически фамилия привязана к Волго-Уральскому региону. Носители Ялялутдиновых — в основном татары, реже башкиры, с возможным расселением в Челябинской, Оренбургской областях и Башкортостане. Встречается и вариант Ялялутдинов — с двойным «т» на стыке корня и суффикса, что связано с особенностями произношения и записи в паспортных столах.

Социально предки носителя фамилии — скорее всего, муллы, учителя или зажиточные крестьяне, так как имя Джалялутдин было популярно в среде духовенства и образованных людей. Однако со временем оно стало бытовым и перешло в фамилию без сословной привязки. Отдельного внимания заслуживает редкость фамилии: по данным переписей, её носителей — не более нескольких сотен человек, что делает Ялялутдиновых уникальным кланом, сохранившим в искажённой форме древнее арабское имя.