Фамилия Баймамиров — редкая, и её разбор требует обращения к тюркским корням. Скорее всего, она восходит к составному мужскому имени, которое было широко распространено у народов, говорящих на тюркских языках, в частности у казахов, башкир, татар и ногайцев.

Основа фамилии — «Баймамыр». Первая часть, «бай», в тюркских языках означает «богатый», «господин», «уважаемый человек». Вторая часть, «мамыр», многозначна. Одно из её значений — «спокойный», «мирный», «благополучный». В казахском языке «мамыр» также обозначает период затишья, покоя. Таким образом, имя Баймамыр могло означать «богатый покоем» или «господин благополучия». Это было имя-пожелание, которое давали ребёнку, надеясь на его безбедную и спокойную жизнь.

Суффикс «-ов» указывает на русскую модель образования фамилий. Он присоединялся к основе, когда носители тюркских имён попадали в сферу русского делопроизводства или крестились. Фамилия Баймамиров буквально означает «потомок Баймамыра». Форма без суффикса («Баймамыр») встречается у народов, где фамилии ещё не прошли русификацию, но вариант на «-ов» закрепился в документах, скорее всего, в XIX — начале XX века.

В отличие от многих фамилий, образованных от прозвищ по профессии или внешности, Баймамиров — явная патронимическая фамилия. Она не говорит о ремесле предка, а указывает на уважаемого родоначальника, носившего личное имя с положительной характеристикой. Географически фамилия тяготеет к регионам Поволжья, Южного Урала и Западного Казахстана — территориям расселения башкир, татар и казахов, где имя Баймамыр было в ходу.