Фамилия Замалдынов — не самостоятельное образование, а фонетический вариант фамилии Замалдинов. Звук «ы» на месте «и» возник под влиянием живого произношения: в ряде тюркских диалектов и в разговорной русской речи гласный в заударном слоге редуцируется и меняется. Такая замена не редкость для фамилий, пришедших из мусульманской ономастики.

Основа фамилии — личное имя Замалдин. Оно составное, арабского происхождения. Первая часть восходит к имени Джамал (جمال), что значит «красота», «совершенство», «прекрасный». Вторая часть — «дин» (دين) — переводится как «вера», «религия». В сумме имя Замалдин означает «совершенство веры» или «красота веры». Такие теофорные имена, где второй компонент отсылает к божественному началу, типичны для арабо-мусульманской традиции: ср. Нурдин («свет веры»), Сайфуддин («меч веры»).

Фамилия образована по стандартной русской модели притяжательных прилагательных: к основе Замалдин добавили суффикс -ов. Суффикс указывает на принадлежность: Замалдынов буквально — «сын Замалдина». Вариант с «ы» (Замалдынов) мог закрепиться в документах при записи со слуха, особенно в среде, где письменная фиксация шла через русскую администрацию.

Географически фамилия тяготеет к регионам с татарским и башкирским населением, а также встречается у народов Северного Кавказа — везде, где распространены арабские имена в тюркской или кавказской огласовке. Сословного барьера у фамилии не было: имя Замалдин могли носить и муллы, и крестьяне, и торговцы. Дворянских родов с такой фамилией в дореволюционных родословных книгах не зафиксировано.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Замалдинов и Замалдынов стоят в одном ряду с Джамалов, Джамалдинов, Замалов. Разница лишь в степени русификации: чем ближе к первоисточнику, тем чаще встречается начальное «дж» и конечное «динов». Вариант с «ы» — самая бытовая, «обкатанная» языком форма.