Фамилия Абдулхалимов начинается с разбора её основы — арабского составного имени Абдулхалим (или Абдульхалим). Первая часть, «абд», переводится как «раб» или «слуга», а вторая, «аль-Халим», — один из эпитетов Аллаха, означающий «Кроткий», «Терпеливый», «Снисходительный». Полный смысл имени — «раб Кроткого», то есть человек, посвятивший себя Богу, который проявляет милосердие. Это теофорное имя, напрямую содержащее имя Бога, что в исламе подчёркивает религиозную принадлежность — такие имена, как Абдуллах или Абдуррахман, давали с намерением указать на веру.

Словообразовательная модель фамилии классическая для тюркских и кавказских фамилий, попавших в русскую среду. К основе Абдулхалим добавили русский патронимический суффикс -ов, отвечающий на вопрос «чей?». Так из имени отца возникла фамилия сына: «сын Абдулхалима». В арабском языке имя пишется слитно, но в русской транскрипции встречаются варианты с мягким знаком (Абдульхалимов) или с одной буквой «л» — это следы разного произношения в местных диалектах. Иногда фамилию путают с Абдулхаликов (от имени Абдулхалик) или Абдулхамидов (от имени Абдулхамид). Разница в одну букву меняет смысл: Халим и Хамид — разные атрибуты Бога. Для Абдулхалимова ключевой корень — «кротость», а не «хвала».

Географически фамилия распространена в регионах с традиционно мусульманским населением: в Дагестане, Чечне, Татарстане, Башкортостане, а также среди народов Средней Азии. Встречается она и у азербайджанцев. В русских документах фамилия могла закрепиться в XIX — начале XX века, когда у горцев и кочевников начали массово записывать фамилии по отцу. Предки носителя фамилии с высокой вероятностью были людьми верующими, возможно, потомками мулл или уважаемых старейшин, хотя фамилия не закрепляет за родом сословие — она лишь фиксирует имя основателя рода.