Фамилия Алимухамбетов — один из самых прозрачных примеров того, как казахская патронимическая традиция была переоформлена по русским бюрократическим лекалам. Она происходит от сложносоставного мужского имени Алимухамбет, где соединились два арабских корня: «Али» (высокий, возвышенный, а также имя зятя пророка Мухаммеда) и «Мухаммед» (прославляемый, имя основателя ислама). Имя-основа означает примерно «возвышенный Мухаммед» или «Али и Мухаммед» — настолько сильной была религиозная традиция в семье, что ребёнка нарекали в честь двух ключевых фигур ислама сразу.

Русский суффикс -ов присоединили к имени в XIX–XX веках, когда царская, а затем советская администрация требовала фамилий по единому образцу. До этого в казахской среде действовала патронимическая система: человека называли по имени отца (Алимухамбетулы), но для метрик и паспортов выбрали модель «имя отца + -ов». Поэтому фамилия буквально означает «потомок Алимухамбета». В отличие от многих фамилий на -ов, которые в русском языке стали непрозрачными, Алимухамбетов сохраняет прямую связь с исходным мусульманским именем — носитель почти наверняка знает, что его предок был мусульманином и носил составное имя, популярное в среде уважаемых аксакалов или потомков святых.

Географически фамилия распространена прежде всего в Казахстане, особенно в западных и южных областях (Актюбинская, Мангистауская, Туркестанская), а также среди казахской диаспоры в России (Астраханская, Оренбургская области). Реже встречается у других тюркских народов — например, у ногайцев или татар, где могла писаться как Алимухамметов. В написании возможны варианты: Алимухамбетов и Алимухамметов, причём второй — результат упрощения звука «б» на «м» в устной речи (явление ассимиляции). В официальных документах обычно закрепляется один вариант, но в быту оба считаются корректными.

Сословно фамилия не привязана к дворянству или крестьянству — в казахском обществе она могла принадлежать и скотоводу, и бию (судье), и мулле, поскольку имя указывает не на профессию, а на религиозную принадлежность.