Фамилия Жемалетдинова — редкий пример, где основа говорит о происхождении точнее, чем суффикс. Суффикс «-ов» типичен для русских фамилий, образованных от отчества или прозвища, но здесь он прирос к мусульманскому имени, которое на русской почве прошло через фонетическую адаптацию. В основе лежит арабское имя Джамалуддин (جمال الدين — «красота веры»). В тюркских языках, особенно татарском и башкирском, оно превратилось в Жамалетдин или Жәмалетдин, а в русской записи закрепилось как Жемалетдин — с «е» вместо «а» под влиянием акающего произношения.

Фамилия образована по патронимической модели: Жемалетдин → Жемалетдинов — сын Жемалетдина. Женская форма Жемалетдинова, соответственно, означает «дочь (или жена) Жемалетдинова». Такая схема характерна для фамилий, возникших в XIX — начале XX века у волго-уральских татар и башкир, когда при переписях и паспортизации к тюркским именам добавляли русский суффикс принадлежности. Это не дворянская фамилия (у татарской знати чаще встречались фамилии на «-ин» от прозвищ или на «-ский» от владений), а крестьянская или мещанская — её носитель был просто потомком человека, которого звали Жемалетдином.

Географически фамилия привязана к Татарстану, Башкортостану и соседним регионам — Оренбургской, Челябинской областям. Встречается и у казанских татар, и у мишарей, но с поправкой на диалект: у мишарей имя могло звучать как Жималетдин, что иногда давало вариант Жималетдинов. Спорных версий тут немного: единственная альтернатива — что основа восходит не к «красоте веры», а к искажённому Джамал ад-Даула («красота государства»), но это маловероятно, так как в тюркских именах «ад-дин» (вера) встречается в десятки раз чаще.

Уникальность фамилии — в сохранении начального «Ж» вместо привычного «Дж» в арабском оригинале. Это характерный признак булгаро-татарской фонетики, где звонкий аффрикат «дж» перешёл в шипящий «ж» уже в Средневековье. Так что носитель фамилии Жемалетдинова может с высокой вероятностью проследить свои корни до татарских или башкирских крестьян, чей предок носил имя, прославляющее веру.