Фамилия Фимцева — женская форма фамилии Фимцев, и её происхождение стоит искать в мужском прозвище или имени, лёгшем в основу. Словообразовательная модель здесь простая: суффикс -ев (вариант -ов после мягкой основы) указывает на принадлежность («чей?» — сын или потомок человека по прозвищу Фимец). Основа же — Фимец — скорее всего, является производной от имени Филимон или Фома.

Филимон (греч. «любящий, милый») в русском просторечии давал уменьшительные формы Филя, Фимка, Фима, от которых легко могло образоваться прозвище Фимец — с характерным суффиксом -ец, который в древнерусских прозвищах часто указывал на человека, обладающего каким-то качеством или происходящего из определённой местности. Вторая версия — от имени Фома (от арамейского «близнец»): его уменьшительные формы Фома, Фомка, а в некоторых говорах — Фимка, что тоже могло дать Фимец. Таким образом, Фимцев — потомок того, кого в быту звали Фимец, то есть уменьшительно-ласкательное от Филимона или Фомы.

Менее вероятно, но возможно, что Фимец — это прозвище, связанное с диалектным словом. В некоторых русских говорах «фимка» могло означать нечто мелкое, незначительное (ср. «фитюлька»), или быть ироничным прозвищем субтильного человека. Однако в ономастике такие версии обычно уступают антропонимическим — от личных имён, которые давали гораздо чаще.

Фамилия редкая. Встречается в центральных и северо-западных областях России, а также в среде старообрядцев, где имена Филимон и Фома были особенно популярны. В дворянских родословных книгах эта фамилия не фиксируется — скорее всего, предки Фимцевых были крестьянами или посадскими людьми. Написание с буквой «ц» твёрдое, без смягчения, что говорит о северном или восточном диалектном произношении (в южных говорах скорее было бы Фимцев).