Фамилия Абахтимов — редкий случай, когда основа не лежит на поверхности и не поддаётся однозначному толкованию с ходу. На первый взгляд в ней слышится что-то тюркское или арабское, но при ближайшем рассмотрении выясняется, что корни, скорее всего, чисто русские, хотя и неочевидные.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), а основа — Абахтим. Сама основа, скорее всего, представляет собой вариант личного имени или прозвища Абахтим, которое, в свою очередь, является народной, просторечной формой канонического имени Аввакум. Имя Аввакум (древнееврейского происхождения, означающее «обнимающий» или «любящий») в русском быту подверглось сильному фонетическому изменению: «в» перешло в «б» (явление, характерное для некоторых говоров), а «в» в середине слова могло выпасть или перейти в «х». Так Аввакум превращался в Абакум, а затем, с добавлением «х» для благозвучия, — в Абахтим. Подтверждение этой версии — существование фамилий Абакумов и Абахумов, которые являются прямыми «родственниками» Абахтимова.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с тюркским именем Абак (или Абах) с добавлением компонента -тим (от «темир» — железо). Однако в таком случае фамилия звучала бы как Абахтемиров или Абактимов, а форма на -ов от тюркского имени с конечным согласным «м» нетипична. Поэтому версия с Аввакумом выглядит гораздо убедительнее.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где имя Аввакум было особенно популярно, — Поволжье и северные области России, где старообрядчество (а протопоп Аввакум — его главный идеолог) сохраняло архаичные имена и формы. Таким образом, предок носителя фамилии Абахтимов с большой долей вероятности был крещёным человеком, которого в быту звали Абахтимом — сокращённо и по-свойски от полного церковного имени Аввакум.