Фамилия Белимова — женская форма фамилии Белимов. В её основе лежит мужское имя Билим, которое имеет тюркские корни и переводится как «наука» или «знание». На Востоке к знанию и учёности всегда относились с большим почтением, поэтому, называя сына Билимом, родители желали ему стать умным и заслужить уважение в обществе.

Чередование гласных «и» и «е» в корне (Билим → Белим) не случайно — это результат исторических процессов в языке, когда под влиянием живого произношения или при адаптации имени в русской среде звук «и» перешёл в «е». Такая замена встречается во многих тюркских заимствованиях в русских фамилиях.

Сама фамилия образована по типичной русской модели: к основе Белим добавили патронимический суффикс -ов (отвечающий на вопрос «чей?»), а затем появилось окончание -а для женского рода. Таким образом, Белимова буквально означает «дочь или жена человека по имени Белим». Фамилия могла закрепиться за потомками человека, которого в округе знали как знающего, образованного — либо за тем, кто носил редкое восточное имя, данное с надеждой на его светлое будущее.