Фамилия Ахлиманов — редкий случай, когда основа почти наверняка восходит к личному имени, но само это имя ставит перед исследователем загадку. Форма фамилии стандартна для русского Севера и Поволжья: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), а корень Ахлиман — это переделанное на русский лад имя родоначальника.

Самая вероятная версия — тюркское или арабо-тюркское происхождение основы. Имя Ахлиман могло возникнуть из двух частей: «ахль» (араб. «люди, семья, община») и «иман» (араб. «вера»). В тюркской среде, особенно у татар и башкир, сложные имена с компонентом «иман» встречаются нередко (например, Имангулов, Ахметов). Однако полного аналога «Ахлиман» в классических арабских именниках нет, что говорит о местном, диалектном происхождении — имя могли дать как пожелание «человек веры» или «община верующих», но в быту оно сократилось до Ахлиман.

Менее убедительная, но возможная версия — связь с тюркским словом «ахлы» (безумный, помешанный, от араб. «акль» — ум с отрицанием). В этом случае Ахлиман — прозвище чудаковатого или юродивого человека. Но для фамилий на -ов типичнее патронимическая основа, а не прозвищная, поэтому версия с именем выглядит предпочтительнее.

Географически фамилия тяготеет к Волго-Уральскому региону, особенно к Башкортостану и Татарстану, а также к Оренбургской области. Носители Ахлимановы — почти наверняка потомки служилых татар, тептярей или башкир, которые в XVII–XIX веках получали фамилии по отцу при переходе в сословие государственных крестьян или при записи в ревизские сказки. Ударение, судя по законам русской фамильной акцентологии, падает на второй слог: Ахли́манов.

Встречаются варианты написания с одной «н» (Ахлиманов) — это орфографическая ошибка, так как суффикс -ов требует сохранения конечной буквы основы. В редких случаях фамилию могли записать как Охлиманов под влиянием акающего говора, но это исключение.