Фамилия Зайнагабутдинов — один из характерных примеров того, как русская модель фамилии на «-ов» накладывается на сложное арабское имя. Её основа — это полное мусульманское имя «Зайнагабутдин», которое в свою очередь состоит из двух частей: «Зайн» (украшение, краса) и «Габутдин» (вариант «абд ад-Дин» — раб Веры). В сумме имя означает «украшение веры» или «краса религии». Такие составные имена, где первая часть — эпитет, а вторая — религиозное понятие, типичны для арабо-мусульманской традиции, особенно среди татар и башкир.

Словообразовательная модель проста: к полному имени добавили русский патронимический суффикс «-ов». Это значит, что предок носителя фамилии носил имя Зайнагабутдин, а его сын или потомок стал Зайнагабутдиновым. Такая модель — не редкость для народов Поволжья и Приуралья, где татарские и башкирские имена в XIX веке массово оформлялись по русскому образцу при переписях и записи в метрические книги.

Географически фамилия почти полностью привязана к Волго-Уральскому региону: Татарстан, Башкортостан, а также соседние области (Челябинская, Оренбургская, Свердловская). Встречается она нечасто — это не массовая фамилия вроде Абдуллина или Хайруллина, а более редкая, что говорит о меньшей распространённости исходного имени в прошлом. Скорее всего, предки были сельскими жителями, крестьянами или мещанами, не принадлежавшими к высшему духовенству или купечеству, так как имя «Зайнагабутдин» не столь престижно, как, скажем, «Мухаммад» или «Габдулла».

Нередко в документах встречается написание через «о»: Зайнагабутдинов, но возможны варианты с «а» в середине (Зайнагабатдинов) из-за редукции гласных в устной речи. Однако норма закрепилась именно с «у» — как в исходном арабском «Габутдин». Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то здесь нет суффикса «-ин» (как в «Зайнагабутдине»), который указывал бы на мать или жену, а только «-ов» — строго отцовская линия.