Фамилия Зайтуллаев — редкий случай в русском ономастиконе, где тюркское имя «пересадили» на русскую суффиксальную модель. Она образована по той же схеме, что и тысячи русских фамилий на -ев: от отчества. Если Иван становился Ивановым, то Зайтулла — Зайтуллаевым. Суффикс -ев присоединяется к основам, оканчивающимся на гласный, что и произошло.

Основа фамилии — мужское имя Зайтулла (Зайтулла́). Это сложное арабское имя, распространённое у народов, исповедующих ислам: татар, башкир, народов Кавказа и Средней Азии. Первая часть «зайт» (زيت) переводится с арабского как «масло», «оливковое масло». Вторая часть — «улла» (الله) — «Аллах». Таким образом, имя Зайтулла означает «масло Аллаха» или, в более возвышенном смысле, «благодать Аллаха», «дар Божий». Встречается и форма Зайтулла, где ударение падает на последний слог.

С точки зрения географии бытования фамилия Зайтуллаев — яркий маркер тюрко-мусульманского происхождения. Наиболее часто она встречается в Татарстане, Башкортостане, а также среди татарской диаспоры в других регионах России. Встречается она и у народов Дагестана, но там более типичны формы без наращения -ев, например, Зайтуллаев может быть русифицированным вариантом местной фамилии.

Фамилия Зайтуллаев — сравнительно поздняя. Массово фамилии у татар и башкир закрепились только во второй половине XIX века, после реформ по учёту населения. До этого человек мог всю жизнь ходить просто по имени Зайтулла, а его сын, при переписи, записывался как Зайтуллаев — то есть «сын Зайтуллы». Поэтому предки носителя этой фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами, а само имя давалось им в честь религиозной традиции.

В написании фамилии возможны варианты. Из-за разного произношения в тюркских языках (где гласные могут редуцироваться) иногда встречается форма Зайтулов или Зайтуллин. Но Зайтуллаев — самая распространённая и грамматически правильная русская передача отчества от полного имени Зайтулла.