Фамилия Фалимонова — женская форма от Фалимонов, и её происхождение напрямую связано с крестильным именем Фалимон. Это имя, в свою очередь, — народная, упрощённая форма канонического церковного имени Филимон. В русской традиции имена нередко «обкатывались» языком: греческое «Филимон» (phileo — «любить», то есть «любимый») в быту звучало как Фалимон, Филат, Филипп. Так что с точки зрения семантики Фалимонова — «дочь (или жена) любимого человека», но это красивое значение почти не осознавалось ни носителями, ни окружающими.

Главная особенность этой фамилии — суффикс -ов-. Он указывает на типичную модель русских фамилий-притяжательных прилагательных: «чей?» — Фалимонов. Такая модель в XVI–XVII веках стала основной для дворянства, купечества и духовенства, а затем закрепилась за большинством крестьян после отмены крепостного права. Однако Фалимонова — не дворянская фамилия. В подавляющем большинстве случаев она принадлежала крестьянам или мещанам, и её носители жили на территориях, где имя Фалимон было распространено: в центральных губерниях России, особенно в Рязанской, Тамбовской, а также в Поволжье.

Любопытно, что фамилия Фалимонов встречается реже, чем её «книжный» аналог Филимонов. Это говорит о том, что предки Фалимоновых были людьми, далёкими от церковной грамоты: священники записывали имя в метрику как Филимон, а в быту звучало Фалимон. Когда в XIX веке крестьянам массово давали фамилии, зачастую брали именно народный, устный вариант. Поэтому Фалимонова — это фамилия-свидетельство живого языка, где книжное уступило место разговорному.

Встречается также версия, что основа могла быть прозвищной: «фалимон» в некоторых говорах — нерасторопный, простоватый человек. Но эта гипотеза слабая, так как имя Фалимон зафиксировано в святцах (пусть и в форме Филимон), и для фамилий от полных крестильных имён прозвищное значение — вторично. Гораздо надёжнее считать Фалимонову «сыновьей» фамилией от имени, которое носил предок.

По географии: в современных базах данных фамилия Фалимонова устойчиво встречается в Воронежской, Волгоградской и Саратовской областях, а также в Краснодарском крае. Это совпадает с зонами позднего заселения и миграции крестьян из центральных губерний в XVIII–XIX веках.