Фамилия Байтимиров — типичная патронимическая фамилия, образованная от мусульманского мужского имени Байтимир. Такие фамилии с суффиксом -ов возникали по русской модели: «чей?» — Байтимиров, то есть сын Байтимира. Имя Байтимир составное, в нем две основы: тюркский компонент «бай» и имя Тимир, вариант имени Тимур.

«Бай» в древнетюркских языках значило «богатый, могущественный, господин». Это частый элемент в именах у тюркских народов: Байрам, Байбулат, Байназар. Вторая часть — Тимир — восходит к арабскому «железо», «железный». Складываясь, имя Байтимир давало значение «железный господин» или «сильный господин». Родители, называя так сына, желали ему стать человеком крепким телом и духом, несгибаемым как железо.

Интересно, что имя Тимур (Тамерлан) широко известно благодаря завоевателю XIV века, но в народной среде оно бытовало и как обычное личное имя, без отсылки к исторической личности. Фамилия Байтимиров, скорее всего, сложилась в среде татар, башкир или других тюркских народов, принявших ислам, где составные имена с «бай» были особенно распространены в XVI–XVIII веках.

Словообразовательная модель проста: корень Байтимир- + суффикс -ов. Она же встречается у родственных фамилий: Байтимировы, Байтимеровы, Тимировы. Если сопоставить с ономастическими справочниками (работы Б. Унбегауна, А. Суперанской), то такие фамилии типичны для волго-уральского региона и Западной Сибири, где оседали тюркские переселенцы. Географически Байтимировы встречаются в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях, реже — у кавказских народов.

В отличие от многих русских фамилий, где основа — прозвище или ремесло, Байтимиров прямо указывает на имя предка-мусульманина, без дополнительной социальной окраски. Это не говорит о сословии: носителем мог быть и крестьянин, и купец, и служилый человек. Единственное, что можно утверждать: предок был не славянином, а тюрком, принявшим русскую фамильную форму.