Фамилия Зайнулдинова — женская форма от Зайнулдинов, а та, в свою очередь, восходит к арабскому составному имени Зайнуддин. Разбираем его по частям: «зайн» (زين) — «украшение, краса», «ддин» (الدين) — «вера, религия». Вместе получается «украшение веры» или «краса религии». Это теофорное имя, то есть прославляющее Бога через качества, — популярный тип имен в мусульманской традиции, особенно у татар и башкир.

Имя Зайнуддин (в бытовом произношении часто упрощалось до Зайнулла или Зайнул) было распространено в среде волго-уральских татар, а также у народов Кавказа. Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе имени прибавили суффикс -ов, а затем для женщин — окончание -а. Суффикс -ов в тюркских фамилиях указывает на патроним: Зайнулдинов буквально означает «сын Зайнуддина». Такая модель закрепилась у татар и башкир после ревизий XVIII–XIX веков, когда имперская администрация требовала русифицировать фамилии.

Географически фамилия Зайнулдинова чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях — регионах традиционного расселения татар. Реже — среди казанских татар, переехавших в Сибирь или Среднюю Азию. Ударение в фамилии обычно падает на последний слог: Зайнулди́нова.

Существует вариант Зайнулдинова с ударением на второй слог (Зайну́лдинова) — он встречается в записях метрических книг начала XX века, но в современной орфоэпии считается разговорным. Фамилия не является ни редкой, ни массовой: в списке 500 самых частых татарских фамилий она не входит, но устойчиво встречается в переписях.

Если у предков было имя Зайнуддин, то среди них могли быть муллы, учителя или просто верующие люди — имя давали в надежде, что ребёнок станет «украшением веры». Никаких указаний на дворянство или купечество эта фамилия не несёт: она характерна для крестьян и мещан, получивших фамилии после отмены крепостного права.