Фамилия Зайнуддинов — одна из тех, что прямо указывает на веру предков, но не на христианскую, а на мусульманскую. В её основе лежит арабское имя Зайнуддин (Зайн ад-Дин), которое переводится как «краса веры» или «украшение религии». Это составное теофорное имя, где «зайн» — краса, украшение, а «дин» — вера, религия. Такие имена были распространены в среде народов, принявших ислам, особенно у татар, башкир и народов Кавказа.

Модель образования фамилии проста и типична для русской языковой среды: к имени Зайнуддин добавили патронимический суффикс -ов. Получилось «Зайнуддинов» — буквально «сын Зайнуддина». Такой способ русификации мусульманских имён массово применялся в XIX — начале XX века, когда татары и другие народы Российской империи получали фамилии по отцу, часто с русским окончанием. Поэтому носитель фамилии почти наверняка происходит из семьи, где дед или прадед носил имя Зайнуддин.

Географически фамилия тяготеет к регионам с традиционно мусульманским населением: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область, а также встречается у народов Дагестана и Чечни. Встречаются варианты написания с одной «н» — Зайнудинов, но форма с удвоенной «н» (Зайнуддинов) точнее передаёт исходное имя и встречается чаще.

Интересно, что имя Зайнуддин в тюрко-татарской среде нередко сокращалось до Зинатулла или Зиннур, но фамилия сохранила полную, «книжную» форму. Это указывает на то, что предок, вероятно, был человеком грамотным или религиозным — муллой, учителем (мударрисом) или просто уважаемым в общине человеком, чьё имя записали в метрики полностью. В отличие от фамилий, образованных от прозвищ или профессий, Зайнуддинов — это фамилия-посвящение, прямое указание на духовный авторитет родоначальника.