Фамилия Бироимов — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не ремесло и не географическое название, а, скорее всего, прозвище, связанное с поведением или внешностью. Разбирать её удобнее всего с суффикса: -ов указывает на типичную русскую модель образования отчества или прозвища, но сама основа «Бироим» явно нерусского происхождения.

Самая правдоподобная версия ведёт к тюркскому корню «бир» — «один» и глаголу «ойма» или «айма» — «вырезать», «вынимать», «брать». Прозвище «Бироим» могло означать «тот, кто берёт одного» — например, в переносном смысле «одиночка», «отшельник», или же человека, который брал что-то одно, не размениваясь. В тюркских языках (особенно в татарском, башкирском) сложные имена с «бир» встречаются, и прозвища часто становились фамилиями при переселении в русскоязычную среду.

Менее вероятная, но возможная версия — искажение еврейской фамилии Бироймов, где «Бир» могло быть сокращением от имени Берл (медведь), а «ойм» — идишское «народ». Однако суффикс -ов в русской среде чаще прирастал к тюркским основам, чем к еврейским, поэтому тюркское происхождение выглядит убедительнее.

Географически фамилия Бироимов почти наверняка привязана к регионам Поволжья или Урала, где веками жили тюркские народы вперемешку с русскими. Встретить её можно в Оренбургской, Самарской областях или в Башкортостане — именно там прозвище, записанное в метрике как «Бироим», превратилось в фамилию для потомков. Социально это, скорее всего, были крестьяне или казаки, так как дворянские роды с таким окончанием обычно документированы, а Бироимовых среди них нет.

Особенность фамилии в том, что она почти не менялась при адаптации: тюркское «Бироим» просто получило русский суффикс, без переделки корня на «Бирюк» или «Биркин», как случилось бы при полной русификации. Это говорит о том, что носитель прозвища был заметной фигурой в своей общине — его называли именно так, и прозвище закрепилось в документах.