Фамилия Биктимисов — один из тех случаев, когда по фамилии можно почти точно восстановить имя предка-мусульманина. Она образована от тюркского мужского имени Биктимир (варианты: Биктимер, Бектемир). Это составное имя: «бик» (или «бек») — «господин, князь», «тимир» (или «темир») — «железо». В буквальном смысле — «крепкий, как железо, господин» или «железный князь». Имя было популярно у татар, башкир и других тюркских народов, особенно в Поволжье и Приуралье, где вера в магическую силу железа смешивалась с пожеланием мальчику твёрдости характера и знатного положения.

Русский суффикс -ов в фамилии Биктимисов — это поздняя русификация. Когда татарские и башкирские семьи попадали в русскую административную систему (особенно после принятия православия или просто при переписях населения), их имена и прозвища оформляли по русской модели: «чей сын?» — Биктимиров, то есть сын Биктимира. Однако в фамилии закрепилась форма Биктимисов, а не Биктимиров. Это может указывать на то, что в основе лежала не отчество, а прозвище Биктимис — уменьшительно-ласкательная форма того же имени (как, например, от имени Иван — Иванис). То есть предка звали не просто Биктимир, а Биктимис, и его потомков записали как Биктимисовы.

Географически фамилия встречается в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях, а также среди татарской диаспоры в Средней Азии. Это типичная «мишарская» или «казанско-татарская» фамилия, но она встречается и у крещёных татар (кряшенов), которые сохранили тюркские имена в русской огласовке. Сословно предки Биктимисовых могли быть как служилыми татарами (помещиками, несущими военную службу), так и государственными крестьянами — фамилия не указывает на аристократическое происхождение, а лишь на имя родоначальника.

Стоит отметить, что в некоторых говорах имя Биктимир могло трансформироваться в Бектемир, и тогда фамилия писалась бы как Бектемиров. Но Биктимисов — более редкий и фонетически специфичный вариант, который почти наверняка ведёт к татарскому корню, а не, скажем, к казахскому или башкирскому, где форма «Бектемир» встречается чаще.