Фамилия Габзалимова — редкий случай в русском ономастиконе. Её основа не славянская, а тюркская или арабо-персидская, а суффикс -ов- указывает на то, что фамилию адаптировали к русской модели (притяжательное значение: «чей?» — Габзалимов, то есть потомок Габзалима). Женская форма на -а — стандартное окончание для русских фамилий.

Корень фамилии — мужское имя Габзалим. С большой вероятностью это диалектный вариант имени Абдулзалим или Абд аль-Залим. В арабском языке «Абд» — раб, слуга, а «аль-Залим» — один из эпитетов Аллаха (Справедливый, но в данном контексте — «Всемогущий»). Полное имя означает «раб Всемогущего». В тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) начальное «абд-» часто редуцировалось до «аб-» или «габ-» из-за особенностей произношения. Так Абдулла мог превратиться в Габдуллу, а Абдулзалим — в Габзалима.

Фамилия Габзалимова почти наверняка имеет корни среди татар или башкир, где такие имена были распространены. Встречается она в основном в Поволжье и на Урале. Носители фамилии — потомки человека, которого в миру звали Габзалим. В XVIII–XIX веках, когда у крещёных и некрещёных тюркских народов начали массово фиксировать фамилии по отцу, имя Габзалим и дало начало этому роду.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Габзалиев, Абдулзалимов, Залимов — показывает, что исходное имя могло бытовать в разных огласовках. Форма Габзалимова — одна из самых редких: в открытых базах данных по России насчитывается не более нескольких десятков её носителей.