Фамилия Зейнутдинов — классический пример русской фамилии на -ов, образованной от арабского имени, прошедшего через тюркское посредничество. Её основа — мужское имя Зейнутдин, которое представляет собой русифицированную форму тюркского Зейнетдин или Зинатдин. В свою очередь, это имя восходит к арабскому Зейн ад-Дин, что означает «украшение веры» или «краса религии» (зейн — «украшение», дин — «вера, религия»). Имя было популярно в среде мусульманских народов Российской империи — татар, башкир, народов Кавказа, откуда и перешло в фамилию.

Модель образования типична для XIX — начала XX века: к восточному имени добавили русский патронимический суффикс -ов, который указывал на принадлежность («сын Зейнутдина»). В метрических книгах и ревизских сказках фамилия могла встречаться в вариантах Зейнутдинов, Зейнетдинов, а также с иным написанием гласных — Зайнутдинов (под влиянием диалектного произношения). Все эти формы восходят к одному корню.

Географически фамилия Зейнутдинов наиболее распространена в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской, Челябинской и Ульяновской областях — регионах с традиционно большим татарским и башкирским населением. Носители фамилии — потомки тех, кто носил имя Зейнутдин: это могли быть муллы, торговцы, ремесленники или крестьяне, принявшие фамилию после реформ XVIII–XIX веков, когда мусульманским подданным империи начали присваивать русские по форме фамилии.

Отдельного внимания заслуживает суффикс -динов, который нередко воспринимается как часть корня, но на самом деле является усечённой формой арабского «ад-дин». В фамилиях татарского происхождения этот элемент встречается часто: Шарафутдинов, Валиутдинов, Хайрутдинов. Таким образом, Зейнутдинов стоит в одном ряду с целым пластом фамилий, указывающих на религиозное или почётное прозвище предка, а не на профессию или место жительства.