Фамилия Залялетдинов образована от личного имени Залялетдин — диалектного варианта арабского имени Джалалетдин. В переводе с арабского оно означает «величие религии» (джалал — величие, дин — вера, религия). Имя было распространено в среде мусульманских народов, особенно среди татар и башкир, где арабские имена с компонентом «дин» давали с пожеланием, чтобы человек прославлял веру или был её опорой.

Форма Залялетдин вместо Джалалетдин — результат местных фонетических процессов. В тюркских языках начальный «дж» нередко переходит в «з» или упрощается, особенно в разговорной речи. Поэтому имя, которое в классическом арабском звучало бы как Джалаль ад-Дин, в быту закрепилось как Залялетдин. Такая замена встречается и в других родственных фамилиях: например, Заляев или Залялов.

Фамилия образована по стандартной русской модели с суффиксом -ов, который присоединяли к основам на твёрдый согласный. Суффикс указывал на принадлежность: Залялетдинов буквально означает «сын Залялетдина», а со временем закрепился как наследственная фамилия. Эта модель — одна из самых распространённых среди фамилий тюркского происхождения, принятых в русской среде.

Географически фамилия чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане и соседних регионах Урало-Поволжья. Носители — потомки тех, кого в документах или в быту записывали по отцу Залялетдинович, пока фамилия не стала передаваться по наследству. Сословно это были в основном крестьяне и мещане, но встречались и представители мусульманского духовенства, поскольку имя имело религиозную окраску.

В написании фамилии возможны колебания: иногда встречается вариант Залялетдинов с одной «л» или двойной «т» (Залялетдинов против Залялетдинов), но нормативным считается то, которое зафиксировано в паспорте. В отличие от фамилий на -ин (например, Залялетдин), форма на -ов более типична для русской адаптации тюркских имён.