Фамилия Арсимов — редкий пример, где основа неочевидна с первого взгляда. В ней нет привычного корня, указывающего на профессию или внешность. Чтобы понять её происхождение, нужно разобрать, от какого полного или уменьшительного имени она могла появиться.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: «чей?» — Арсимов, то есть сын Арсима. Само имя Арсим — скорее всего, народная, разговорная форма от церковного имени Арсений. В русских говорах часто укорачивали и переделывали длинные греческие имена: Арсений легко превращался в Арсюшу, Арсюху, а в некоторых диалектах — в Арсима. Такая трансформация встречается и в фамилиях Арсимов, Арсюков, Арсенин. Подтверждение этому — старые записи: в документах XVII века попадаются крестьяне и посадские люди с именем Арсим, что прямо говорит о бытовании этой формы.

Вторая, менее вероятная версия — происхождение от тюркского имени Арсым (от «арсы» — «чистый, честный»). Но для фамилии с русским суффиксом -ов это скорее исключение: обычно такие заимствования встречаются в Поволжье или на юге, а фамилия Арсимов фиксируется преимущественно в центральных и северных областях России (Вологодская, Костромская, Ярославская губернии). География склоняет к версии с Арсением.

Интересная деталь: фамилия могла закрепиться в форме Арсимов, а не Арсенимов, потому что в быту имя сократили до трёх слогов. Это типичный пример того, как церковное имя «обкатывалось» в крестьянской среде, теряя «лишние» звуки. Предок носителя фамилии, скорее всего, был обычным крестьянином или ремесленником, которого в документах записали по отцу — Арсиму. Никакого особого сословия или знатного рода за фамилией не стоит, что для русского севера и центра как раз нормально.