Фамилия Алимеев — редкая и прозрачная по происхождению, хотя и не сразу читается для русского уха. В её основе лежит тюркское мужское имя Алимей (или Алимай), а оно, в свою очередь, восходит к арабскому корню «Алим» — «знающий», «учёный», «мудрец». Такое имя было желанным в мусульманских семьях: его давали, чтобы мальчик рос умным и тянулся к знаниям. Уменьшительно-ласкательная форма Алимай с тюркским аффиксом -ай (показатель ласки или принадлежности) и стала той основой, от которой пошла фамилия.

Словообразовательная модель проста и типична для патронимических фамилий народов Поволжья. Русский суффикс -ев присоединили к имени отца по стандартному вопросу «чей?»: Алимеев — значит сын Алимея. Именно так оформляли фамилии татары, башкиры и кавказские мусульмане, когда при переписях или переходе в православие им давали русские окончания. Встречается редкий вариант с «ё» — Алимёев, но он отражает местное произношение и в письменных источниках почти не фиксируется.

Географически фамилия плотнее всего привязана к среде казанских и башкирских татар, а также встречается у кумыков и ногайцев. В дореволюционных метрических книгах Алимеевы чаще всего попадаются в Оренбургской, Уфимской и Казанской губерниях. Социальный состав носителей пёстрый: в основном крестьяне и ремесленники, но имя «Алим» нередко выбирали семьи, связанные с религиозным образованием, поэтому среди предков могли быть и муллы, и торговцы.

Существует и другая, менее убедительная версия: связь фамилии с тюркским словом «алим» в значении «взятие», «получение» — как прозвище человека, который что-то взыскивает или забирает. Но большинство ономастов склоняется к имени, а не к прозвищу: суффикс -ей в тюркских именах типичен именно для ласкательных форм, а фамилии на -ев почти всегда строятся как прямой патроним. Так что предок современного Алимеева, скорее всего, был Алимеем — человеком, чьё имя напоминало о мудрости и знании.