Фамилия Дулимова образована от прозвища Дулим, которое, скорее всего, восходит к монгольскому глаголу «дулиме» — «печь». Если принять эту версию, предок Дулимовых мог быть пекарем или кулинаром. Прозвище закрепилось за ним по роду занятий, а потомки получили фамилию по стандартной модели: основа Дулим плюс суффикс -ов, в женском роде — Дулимова.

Словообразовательная модель простая: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — сын Дулима). Такая модель в русских фамилиях самая распространённая, но корень здесь редкий, что делает фамилию заметной. В ономастических трудах, например у Б. Унбегауна, фамилии с тюркскими и монгольскими основами часто связывают с бытовыми прозвищами или ремёслами, и «Дулим» вписывается в этот ряд.

Географически фамилия может быть привязана к регионам, где был силён монгольский или тюркский языковой след — например, к южным областям России, Поволжью, Забайкалью. Но точных данных по распространению Дулимовых в открытых источниках мало, поэтому уверенно говорить о конкретной области сложно.

Стоит отметить, что есть и альтернативная, менее правдоподобная версия: возведение прозвища к диалектному русскому слову. Однако монгольский корень выглядит убедительнее из-за фонетического сходства и семантики, связанной с конкретным ремеслом. Так что в основе фамилии — скорее всего, профессиональное прозвище пекаря, которое перешло в фамилию без изменений.