Фамилия Алимшайзова образована по самой распространённой в русском языке модели — с помощью суффикса -ов/-ев, который указывает на принадлежность: «чей?» → «Алимшайзов» → «Алимшайзова». В основе лежит мужское имя Алимшай, которое встречается у народов, исповедующих ислам, прежде всего у татар и башкир. Это сложное двухкоренное имя: первая часть «Алим» переводится с арабского как «знающий», «учёный», «мудрый» (один из эпитетов Аллаха), вторая — «шай» (от персидского «шах») означает «царь», «господин», «правитель». Таким образом, Алимшай — «мудрый правитель» или «владыка знаний». Имя давали с пожеланием, чтобы мальчик вырос умным и уважаемым.

Фамилия Алимшайзова — женская форма; её носительницы — потомки человека по имени Алимшай. Мужской вариант — Алимшайзов. Фамилия редкая, её география тяготеет к регионам Поволжья и Приуралья, где исторически компактно проживают татары и башкиры: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская, Челябинская области. В дореволюционной России такие фамилии закреплялись за крестьянами и мещанами из тюркской среды, часто после переписи населения, когда нужно было дать «уличное» прозвище от имени отца.

С точки зрения словообразования интересно, что фамилия сохранила полную форму имени без усечения или русификации окончания. Встречаются однокоренные фамилии Алимшаев, Алимшайев, но Алимшайзов — более точная, буквальная передача исходного имени через суффикс принадлежности. В некоторых говорах возможна вариативность написания: Алимшайзова или Алимшайзова (с ударением на второй слог), но орфографически верен вариант с буквой «з» в суффиксе, так как основа имени оканчивается на «й».