Фамилия Булимовы (в форме мужского рода — Булимов) чаще всего связывают с тюркским миром. В её основе лежит прозвище Булим, которое, по наиболее убедительной версии, восходит к узбекскому слову «булим» — «часть». Такое прозвище мог получить человек, занимавшийся разделом имущества, земли или скота. В более широком смысле «частью» называли младшего члена большой патриархальной семьи, что тоже могло закрепиться как прозвище.

Менее вероятна связь с украинским прилагательным «булий» (былой, прежний). Если принять эту версию, то Булимом называли пожилого, умудрённого опытом человека. Однако эта гипотеза слабее тюркской: в украинской антропонимии прилагательное «булий» почти не встречается в роли личного прозвища, а суффикс -им нехарактерен для украинских фамилий.

Существует и третье, совсем редкое объяснение — от литовского bulius («племенной бык»). Но эта версия наталкивается на географию: фамилия Булимовы не зафиксирована в литовском ономастиконе, а в русских документах она встречается преимущественно в Поволжье и на Южном Урале — регионах, где веками соседствовали русские и тюркские народы. Поэтому тюркская основа остаётся самой правдоподобной.

Словообразовательная модель типична: к тюркскому прозвищу Булим добавился русский патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность потомков («сын Булима»). Фамилия закрепилась в форме Булимовы, когда речь шла о целой семье или роде. По сословной принадлежности её носители, скорее всего, были крестьянами или служилыми людьми «по прибору» — казаками, стрельцами, которые нередко перенимали тюркские прозвища от соседей или сородичей.

Точное время возникновения фамилии определить сложно: массовое закрепление фамилий у крестьян и казаков в Поволжье происходило в XVIII–XIX веках, но отдельные упоминания Булимовых могут относиться и к более раннему периоду. Для окончательных выводов необходимы конкретные архивные записи по месту проживания предков.