Фамилия Гилемзянов ведет свое начало от мужского имени Гилемзян, которое является фонетическим вариантом арабско-персидского имени Гилемджан. Первая из них – арабское имя Гилем, которое означает «наука, знание, просвещение», «высокообразованный, просвещенный». Второй компонент, «джан», переводится с персидского как «человек, душа». Соответственно, имя Гилемзян можно истолковать как «высокообразованный человек». Вероятно, нарекая ребенка именем Гилемзян, родители желали своему сыну стать мудрым человеком, ученым. Таким образом, потомок человека, которого звали Гилемзян, со временем получил фамилию Гилемзянов.