Фамилия Битимеров — редкий случай, где корень почти наверняка тюркский, а суффикс — стандартный русский -ов. В основе лежит тюркское личное имя или прозвище Битимер (Битимир). Оно состоит из двух частей: «бити» (в диалектах — «законченный», «готовый», а в некоторых тюркских языках ещё и «письмо», «писание») и «мер/мир» (от арабского «амир» — «князь», «повелитель», либо от тюркского «мер» — «меткий», «ловкий»). Самый вероятный перевод — «завершённый господин» или «готовый князь» (то есть человек, который достиг положения, состоялся как правитель). Менее убедительная, но возможная версия связывает имя с грамотностью: «бити» как «письмо» и «мер» как «человек» — «писец», «грамотей». Однако в ономастике чаще встречается первое значение, характерное для имён-пожеланий знатного статуса.

Суффикс -ов указывает на стандартную русскую патронимическую модель: Битимеров — сын Битимера. Фамилия могла оформиться у русских служилых людей, принявших крещение выходцев из Казанского, Астраханского или Сибирского ханств, либо у крещёных татар-мишарей. Такие фамилии часто фиксировались в XVI–XVII веках в документах южных и восточных уездов России. На современной карте Битимеровы встречаются в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области и в среде казанских татар, сохранивших фамилию в русифицированной форме.

Стоит отметить, что фамилия не имеет отношения к русскому глаголу «бить» или слову «мера», хотя внешнее сходство может ввести в заблуждение. Это чистый тюркизм, адаптированный русской суффиксацией. В дореволюционных метрических книгах встречаются варианты написания: Битимеров, реже Битимяров (с «я» под влиянием аканья или местного произношения). Сословно носители фамилии чаще всего были государственными крестьянами или однодворцами, реже — мещанами. Дворянских родов с такой фамилией в гербовниках не зафиксировано, что подтверждает её «низовое» происхождение от личного имени, а не от топонима или поместья.