Фамилия Бахмистеров — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не профессия в чистом виде, а административная или военная должность, пришедшая в русский язык через польское или немецкое посредничество. Корень здесь — «бахмистер» (варианты: «бахмейстер», «бахмистр»). В России XVII–XVIII веков так называли смотрителя за казёнными лесами, лесничего, а в некоторых регионах — сборщика податей или управляющего имением. Слово восходит к немецкому Bachmeister (буквально «мастер ручья» или «надзиратель у воды»), но в русском языке закрепилось в переосмысленном значении, связанном с хозяйственным надзором.

Суффикс -ов указывает на стандартную модель образования русских фамилий: Бахмистер → Бахмистеров — «сын Бахмистера» или «принадлежащий Бахмистеру». Фамилия не дворянская, а скорее «служилая» или «приказная». Владелец такой фамилии мог быть либо потомком человека, занимавшего должность бахмистера, либо крестьянином или однодворцем, получившим прозвище по роду занятий отца или деда.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и поволжским губерниям — Курской, Тамбовской, Саратовской, а также к бывшим территориям Речи Посполитой, где польское влияние было сильнее. Встречается и вариант написания Бахместеров — он ближе к исходному произношению, но реже. Есть и параллельная фамилия Бахмистров, где утрачена часть корня — это могло возникнуть из-за упрощения в устной речи.

Важно не путать Бахмистерова с Бахметьевым — это разные корни. Бахметьев восходит к тюркскому имени или прозвищу, а Бахмистеров — к европейской должности. Спорных версий у этой фамилии почти нет: происхождение прозрачное, хотя само слово «бахмистер» сегодня вышло из употребления и сохранилось только в фамилиях.