Фамилия Гаджимова образована от мужского имени Гаджим, которое распространено у народов Кавказа и тюркского мира. Основа имени — арабское «хаджи» (почётный титул мусульманина, совершившего паломничество в Мекку), к которому добавили компонент «-м», характерный для некоторых тюркских имён (сравните с именами Алим, Карим). Таким образом, Гаджим — это «тот, кто стал хаджи», или сокращённая форма от более сложных имён вроде Гаджимурад («желание хаджи»), Гаджимустафа и других.

Фамилия Гаджимова — женская форма, мужской вариант — Гаджимов. Типичная модель образования для восточных фамилий: к основе на согласный добавляется русский патронимический суффикс -ов/-ев. Это указывает на то, что фамилия оформлялась уже в русской административной среде, чаще всего в XIX — начале XX века, при переписях населения или воинском учёте. Носитель фамилии, скорее всего, происходил из семьи, где дед или отец носил имя Гаджим, а при получении официальной фамилии за ним закрепили отчество, ставшее родовым.

Географически фамилия Гаджимова наиболее характерна для Дагестана, Чечни, Азербайджана, а также для тюркских народов Поволжья — татар и башкир. В Дагестане она встречается у лезгин, аварцев, даргинцев. Встречаются варианты написания с одной «м» (Гаджимова) и с двумя (Гаджиммова), но первый вариант преобладает и считается нормативным для русскоязычных документов.

Стоит отметить, что фамилия не указывает прямо на род занятий предка, а лишь на его семейную связь с человеком, носившим почётное имя. В отличие от русских фамилий, образованных от прозвищ по ремеслу (Кузнецов, Плотников), Гаджимова — чисто патронимическая, «имя от имени». Встречается в основном у мусульманских народов, где институт хаджа имел большое социальное значение, и имя Гаджим было знаком уважения к старшему в роду.