Фамилия Байтимеровы происходит от мужского имени Байтимур. Это сложное имя составили два тюркских слова: «бай» («господин, повелитель») и «тимур» («железо»). Называя сына Байтимуром, родители желали ему стать сильным телом и духом человеком. Чередование гласных «у» и «е» в корне — результат исторических языковых процессов.

Корни фамилии уходят в XV–XVII века, в среду тюркских народов — выходцев из Золотой Орды, печенегов или половцев. В те времена многие нерусские дворяне входили в состав российского дворянства, что и объясняет проникновение восточных основ в русские фамилии. Сведения о восточном происхождении Байтимеровых подтверждаются самим именем родоначальника. Фамилия закрепилась через типичный русский суффикс -ов, который указывает на принадлежность: «чей?» — Байтимеров, то есть потомок Байтимура.

Таким образом, фамилия Байтимеровы хранит память о тюркских корнях и представляет собой памятник восточной письменности и культуры на русской почве.