Фамилия Филимлнова — редкий случай, когда ошибка в написании закрепляется в документе и становится вариантом фамилии. На слух она почти неотличима от распространённой фамилии Филимонова, но разница в одной букве меняет историю происхождения.

Основа фамилии — каноническое крестильное имя Филимон (от греческого «филема» — поцелуй, ласка). В русской традиции от него образовали фамилию Филимонов через суффикс -ов, указывающий на принадлежность: «сын Филимона». Однако в фамилии Филимлнова появляется вставная «л» — скорее всего, результат диалектного произношения или описки писаря. В некоторых северных и сибирских говорах звук «л» вставляли между согласными для плавности: «Филимон» могло звучать как «Филилмон». Писарь записал услышанное буквально, и вместо Филимонова получилось Филимлнов.

Другая версия — смешение с фамилией Филимонов и более редкой Филимлёв, где корень тот же, но суффикс -л- часть основы. Но в фамилии Филимлнова суффикс -ов сохраняется, а «л» стоит внутри корня, что делает версию с опиской или диалектом наиболее правдоподобной.

Географически фамилия встречается точечно: единичные носители зафиксированы в Вологодской области, на Урале и в Сибири — регионах, где в XIX веке активно заселялись переселенцы, и ошибки в записях при переписи населения были обычным делом. Фамилия не получила широкого распространения, осталась локальным вариантом.

Словообразовательная модель здесь нестандартная: не от имени напрямую, а через его искажённую форму. Носитель фамилии Филимлнова — потомок человека, которого в документах записали не по правилам, но эта запись стала официальной и перешла по наследству. Фактически это «документальная» фамилия, возникшая из-за расхождения между устной речью и письменной фиксацией.