Фамилия Дзимиев — редкий случай, когда географический корень просматривается чётче, чем антропонимический. Её основа — «дзими» — почти наверняка восходит к осетинскому языку, где «дзими» (дзӕми) означает «зима» или «зимний». В осетинской ономастике фамилии на -ев (-ты) образуются от прозвищ, указывающих на время года, погодные условия или особенности поведения человека. Дзимиев — буквально «зимний», то есть предок мог получить такое прозвище за рождение в холодное время года, за суровый нрав или за то, что его появление в общине пришлось на зиму.

Модель образования типична для осетинских фамилий: к основе добавляется русский суффикс -ев, который закрепился в документах после вхождения Осетии в состав Российской империи. В самой Осетии фамилия звучала бы как Дзимиата или Дзимиты — с патронимическим суффиксом множественности, указывающим на принадлежность к роду. Переход в -ев произошёл при записи в метрики и ревизские сказки, когда осетинские фамилии адаптировали под русские окончания.

Распространена фамилия прежде всего в Северной Осетии и среди осетинской диаспоры. Встречаемость невысокая, что говорит о локальном происхождении — вероятно, от одного родового села или фамильной группы. Осетинские фамилии часто привязаны к конкретным аулам: Дзимиевы могли быть выходцами из какого-нибудь Дзимис-кау (буквально «зимнее селение») или района с похожим названием, хотя надёжных топонимических параллелей в современных картах нет.

Есть и менее вероятная версия — связь с грузинским корнем «дзим» (дзима — «медведь»). В таком случае фамилия означала бы «медвежий», но осетинское происхождение надёжнее: во-первых, суффикс -ев в грузинских фамилиях почти не встречается (там типичны -дзе, -швили, -ия), во-вторых, «дзими» как «зима» — прямое и прозрачное слово в осетинском языке.

Сословно предки Дзимиевых, скорее всего, были свободными горцами-земледельцами или скотоводами, не принадлежавшими к высшей знати. Осетинские фамилии с такой основой редко указывают на княжеское или дворянское происхождение — обычно это прозвища, данные по бытовым признакам. Носители фамилии, которые ищут свои корни, могут попробовать сузить поиск: проверить, не связан ли род с селениями в Алагирском или Ирафском районах Северной Осетии, где зимние прозвища встречались чаще.