Фамилия Бименова — женская форма, а её мужской вариант Бименов — довольно редкая русская фамилия, которая почти наверняка имеет тюркское происхождение. Основа «бимен» или «бименов» напрямую связана с тюркским титулом «бий» (князь, господин) и аффиксом принадлежности «-мен», образующим имя или прозвище. Буквально «Бимен» можно перевести как «мой господин» или «княжеский». Такая модель образования имени (с суффиксом -мен) характерна для тюркских языков, особенно для казахского, башкирского и татарского, где она встречается в именах вроде Бимен, Бикмен.

Поскольку фамилия образована по русской патронимической модели с суффиксом -ов, она указывает на то, что предок носителя носил личное имя или прозвище Бимен. В русской среде такие фамилии часто закреплялись за выходцами из тюркских народов, которые переходили на службу к русским князьям или селились в пограничных регионах. В документах XVI–XVII веков встречаются упоминания служилых татар и башкир с подобными именами.

Географически фамилия Бименов (и Бименова) тяготеет к Поволжью и Уралу — регионам с традиционно сильным татарским и башкирским населением. Встречается она в Оренбургской, Челябинской областях и в Башкортостане. В центральной России и на севере эта фамилия практически не зафиксирована, что подтверждает её локальный, региональный характер.

Словообразовательная модель проста: тюркское имя Бимен + русский патронимический суффикс -ов. Суффикс указывает на принадлежность («сын Бимена»). Примечательно, что в самой фамилии сохранилась редкая для русской ономастики тюркская основа — в отличие от более частых «Биков» или «Бикеев», где корень «бик» (крепкий) или «бике» (госпожа), здесь мы видим именно «бимен» с аффиксом, что делает фамилию более узкой и определённой по происхождению.

Версия о славянском корне (например, от глагола «бить» или слова «бимен» как искажённого «бимень» — якобы диалектного названия инструмента) не выдерживает критики: в русских говорах нет такого слова, а суффикс -мен не характерен для славянского словообразования. Поэтому основная и наиболее надёжная версия — тюркская, от титула «бий» с аффиксом принадлежности.