Фамилия Бетимирзаев — яркий пример того, как тюркское имя, пройдя через русскую фамильную модель, закрепилось в документах. Её основа — составное мужское имя Бетимирза, которое состоит из двух частей: «бети» (в разных тюркских языках может означать «лицо», «лик» или восходить к глаголу со значением «говорить», «сказать») и «мирза» (от персидского «мирза» — «сын эмира», «князь», «писарь», позже — уважительное обращение к грамотному человеку или представителю знати). Таким образом, имя Бетимирза могло означать либо «говорящий (красноречивый) мирза», либо «мирза с красивым лицом», либо быть просто данью моде на составные имена у народов Кавказа и Средней Азии.

Суффикс -ев указывает на русскую модель образования фамилий от имён на согласный (Бетимирза → Бетимирзаев). Такая модель стала массово применяться при оформлении документов в XIX — начале XX века, когда представителям нерусских народностей империи присваивали фамилии по отчеству. Фамилия Бетимирзаев, скорее всего, патронимическая: её получили потомки человека по имени Бетимирза.

Географически фамилия тяготеет к Дагестану и, возможно, к Чечне. Встречается она и у других народов Северного Кавказа, но наиболее вероятна её кумыкская или аварская основа. В тюркских языках, распространённых в Дагестане (кумыкском, ногайском), имя Бетимирза (или Бети-Мирза) фиксируется в исторических записях. Интересно, что вторая часть — «мирза» — в этих культурах часто указывала не на княжеское происхождение, а на то, что человек был грамотным, писцом или учёным. Поэтому предок носителя фамилии мог быть не аристократом, а уважаемым в обществе книжником или судьёй.

В отличие от фамилий на -ов, образованных от чисто русских имён, Бетимирзаев сохранила в себе целый культурный слой: смешение персидской лексики («мирза»), тюркской основы и русского суффикса. Это делает её показательным примером того, как на окраинах Российской империи формировались фамилии, вобравшие в себя элементы нескольких языковых систем.