Фамилия Ахтемиров происходит от мужского имени Ахтемир — диалектной формы более известного имени Актемир. Имя это сложное, тюркского происхождения, и его части говорят сами за себя. Первая часть, «ак», в древнетюркском означала «белый», «светлый» или «чистый». Вторая — «тимер» — переводится как «железо». Сложив их вместе, получаем образное значение «белое железо». Такое имя могли дать ребенку с пожеланием крепости, чистоты и благородства — железо ценилось высоко, а «белый» цвет в тюркской традиции часто связывали с удачей и знатностью.

Фамилия образована по стандартной для русской ономастики модели: к основе имени Ахтемир прибавили патронимический суффикс -ов. Это значит, что Ахтемиров — буквально «сын Ахтемира». Такое оформление характерно для фамилий, которые складывались в русскоязычной среде у людей тюркского происхождения, часто — у служилых татар, башкир или представителей других народов Поволжья и Приуралья.

В документах фамилия встречается нечасто, но один из ранних примеров — запись в Книге памяти Самарской области: Ахтемиров Степан Андреевич, 1885 года рождения, из села Сергиевск. Это указывает на географическую привязку к Самарскому Заволжью — региону, где издавна жили как русские, так и тюркские народы, и где фамилии подобного типа были обычным делом.

Интересно, что написание через «х» вместо «к» (Ахтемир, а не Актемир) — это особенность народного произношения и записи. В живой речи тюркское «к» в соседстве с гласными часто смягчалось или оглушалось, а русские писцы фиксировали звук на слух. Так что Ахтемиров и Актемиров — по сути, варианты одной фамилии, хотя первый закрепился как самостоятельный.

Фамилия не относится к числу массовых и широко распространённых. Её носители, скорее всего, потомки тех, кто получил имя Ахтемир ещё в XVII–XVIII веках, а затем, при переходе к фамилиям, передал его детям уже как родовое прозвание.