Фамилия Аллимов — один из тех редких случаев, когда написание не совпадает с привычным слуху вариантом. Чаще всего эту фамилию записывают через одно «л» — Алимов. Двойное «л» в корне — либо результат поздней канцелярской ошибки (переписчик удвоил букву по аналогии с фамилиями вроде Аллегров), либо, что правдоподобнее, попытка сохранить в письме исходное ударение и долготу звука в тюркских языках. Эта графическая особенность — главное, что отличает Аллимовых от десятков тысяч однотипных Алимовых, и именно она делает фамилию предметом спора среди ономастов.

Основа фамилии — арабское мужское имя Алим (в русской передаче часто Алим). В переводе с арабского «алим» означает «знающий», «учёный», «сведущий». Это один из эпитетов Аллаха (аль-Алим — Всеведающий), но в качестве личного имени оно широко бытовало у народов, исповедующих ислам: татар, башкир, народов Кавказа, Средней Азии. Фамилии на -ов от этого имени образовывались по стандартной русской модели: Алим → Алимов (сын Алима). Форма Аллимов — её более редкое графическое ответвление. Суффикс -ов указывает на принадлежность: буквально «из рода Алима». Это типичная русская патронимическая модель, которая в XVI–XIX веках закреплялась за выходцами из татарских, башкирских и кавказских мусульманских семей, переходившими на русскую фамильную систему.

На основе имени Алим можно предположить социальный контекст: предок мог быть муллой, учителем или просто грамотным человеком — имя Алим часто давали в семьях, где ценили образование. Но не стоит исключать и чисто бытовой вариант: имя могло достаться человеку по стечению обстоятельств, без прямой связи с его учёностью. Поэтому носители фамилии Аллимов — почти наверняка потомки человека по имени Алим, который жил на территории Российской империи, скорее всего в Поволжье, Приуралье или на Северном Кавказе. В любом случае фамилия тюрко-арабская по происхождению, но русская по способу оформления, и её двойное «л» — та самая деталь, которая делает её уникальной среди множества однотипных патронимов.