Фамилия Ахтименьева звучит необычно и сразу привлекает внимание своей редкостью. В основе её лежит, скорее всего, нестандартное прозвище или искажённое имя. Самая вероятная версия связывает её с крестильным именем Ахти, которое могло быть народной формой имени Антип (от греческого «противник») или, реже, Афанасий (от греческого «бессмертный»). В русских диалектах, особенно на севере и в Поволжье, имя Антип часто произносили как «Охтип» или «Ахтип», что давало основу для прозвища Ахтя или Ахти. От этого прозвища через притяжательное прилагательное («чей?» — Ахтимен) и возникла фамилия.

Суффикс -ев указывает на то, что фамилия образована от основы, оканчивающейся на мягкий согласный. Форма Ахтименьева — женская, мужской вариант — Ахтименьев. Вторая часть фамилии, -меньев, может быть результатом сращения с другим прозвищем или диалектным словом. Однако более правдоподобно, что перед нами просто вариант произношения: в некоторых говорах окончание -ев после мягкого звука могло переходить в -ьев, а корень «Ахтим» со временем оброс дополнительным «н» для благозвучия. Таким образом, исходная фамилия звучала бы как Ахтимов или Ахтиев, но в конкретной местности закрепилась именно эта, более сложная форма.

География фамилии узкая. Фамилия Ахтименьев (и её женский вариант) встречается преимущественно в северных и центральных регионах России, особенно в Вологодской и Архангельской областях. Это подтверждает версию о северном происхождении, где имя Антип было очень распространено, а диалектные особенности речи сохраняли архаичные формы. Предки носителей этой фамилии, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми, получившими фамилию в XVII–XIX веках при переписях, когда писарь записывал прозвище главы семьи так, как слышал.

Второстепенная версия, которую иногда выдвигают, — связь с финно-угорскими корнями, например, с карельским «ахти» (ох, ах) или прибалтийско-финским именем Ахти. Но для неё мало оснований: фамилия не имеет типичных финских суффиксов (-нен, -лайнен), а её структура полностью подчиняется русской словообразовательной модели. Поэтому версия с русским именем Антип остаётся основной и самой логичной.