Фамилия Альфимов — наглядный пример того, как фонетические особенности русских говоров перекроили церковное имя. В её основе лежит каноническое имя Ефимий (от греческого euphemos — «благочестивый, священный»), но путь от него к фамилии был не прямым.

В некоторых северных и центральных диалектах начальный звук «ев» в имени Ефимий переходил в «ол» — так появились народные формы Олфим и Алфим. Затем «а» смягчилось до «аль», закрепившись в варианте Альфим. От этих обиходных имён и пошли фамилии: Олфимов, Алфимов и, наконец, Альфимов. Притяжательный суффикс -ов здесь стандартен: он указывает на принадлежность потомку человека по имени Альфим.

Таким образом, фамилия Альфимов по происхождению — отчество второго порядка. Её носитель — «сын Альфима», а сам Альфим — это народная переделка греческого Ефимия. В ономастических словарях (например, в работах В. А. Никонова) этот случай приводят как типичный пример адаптации чуждого звучания к привычной славянской фонетике: начальное «е» заменялось на «а» или «о», а «ф» часто переходило в «хв» (откуда и простонародное Хавронья вместо Феврония). В случае с Альфимовым мы видим более редкий путь — через «ол».

Географически фамилия тяготеет к регионам, где бытовали формы Алфим и Олфим: это северные области России, а также Поволжье. Встречается она и в среде старообрядцев, которые нередко сохраняли архаичные варианты имён. По сословной принадлежности — в основном крестьянская и мещанская, поскольку в дворянской среде предпочитали книжную форму Ефимов.