Фамилия Алимоллаев — яркий образец тюрко-персидского именослова, перешедшего в русскую фамильную систему. Её основа — составное мужское имя Алимолла, которое в свою очередь сложилось из двух компонентов: арабского «алим» (знающий, учёный, мудрец) и «Алла» (араб. Аллах — Бог). Таким образом, имя Алимолла можно перевести как «знающий Аллаха» или «мудрый в Боге», что характерно для имён-восхвалений в исламской культуре.

Русский суффикс -ев, присоединённый к основе, указывает на способ образования фамилии по патронимической модели: Алимоллаев буквально означает «сын Алимоллы» или «потомок Алимоллы». Суффикс -ев (а не -ов) стоит после мягкого согласного «л», что типично для русской грамматики при адаптации иноязычных основ.

Географически фамилия Алимоллаев наиболее вероятно связана с регионами традиционного проживания тюркских и кавказских народов, где распространены имена с компонентом «Алла» — в первую очередь, это азербайджанцы, кумыки, татары, народы Дагестана. В русских документах и переписях фамилия фиксируется с XIX века, когда у народов, исповедующих ислам, начала складываться практика постоянных наследственных фамилий, часто по имени отца.

Интересно, что в фамилии Алимоллаев сохранилась редкая для русского слуха двойная «л» — она возникла на стыке корней и не является опечаткой. Встречаются варианты написания с одной «л» (Алимолаев), но исторически верной считается форма с удвоенной согласной, так как она точнее передаёт звучание исходного имени.