Фамилия Гелим — редкий случай, когда корень не удаётся уверенно привязать ни к одному из славянских языков. Скорее всего, перед нами фамилия неславянского происхождения, адаптированная русской письменной традицией. Самый очевидный путь — тюркские языки, где слово «гелим» (или близкое к нему) означает «невеста», «сноха» или «приходящая женщина». В этом случае фамилию могли дать человеку, связанному со свадебным обрядом, либо так прозвали пришлого, «чужого» в селе человека.

Вторая, менее вероятная версия отталкивается от ивритского имени Гиллель (восхваление), но для этого нужно допустить, что фамилия прошла через несколько языковых фильтров и потеряла исходный вид. Скорее всего, носители фамилии Гелим — потомки татар, башкир или других тюркоязычных народов, которые переселились в русские губернии и получили фамилию по прозвищу или по имени главы семьи. Суффикс отсутствует — фамилия застыла в форме чистой основы, что характерно для поздних, «нестандартных» фамилий, которые не успели обрасти типичными русскими окончаниями -ов или -ин.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и южным регионам России, где исторически сильны тюркские влияния. В дореволюционных метриках она почти не встречается, что говорит о её редкости и, возможно, о поздней фиксации — в советское время, когда многие носители национальных фамилий получили паспорта с упрощённой или искажённой записью. Прямых указаний на сословие нет, но если исходить из тюркской версии, предки могли быть крестьянами или мещанами, а сама фамилия — не дворянской.