Фамилия Гильмизянов — типичный пример русской фамилии, образованной от личного имени с помощью патронимического суффикса -ов. Этот суффикс указывает на принадлежность: Гильмизянов буквально означает «сын Гильмизяна» или «потомок Гильмизяна». В основе лежит мужское имя Гильмизян, которое представляет собой диалектальный вариант арабо-персидского имени Гильмиджан.

Имя это составное. Первая часть — Гильми (араб. ‘илм — «знание») — переводится как «образованный, обладающий большими знаниями». Вторая часть, «джан» (перс. «душа, человек»), в составе сложных имен придает оттенок близости, родственности. Таким образом, имя Гильмизян можно истолковать как «знающий душу» или «человек знания». Нарекая сына таким именем, родители желали ему мудрости, умения разбираться в людях и проницательности.

Фамилия Гильмизянов крепко держится в Поволжье и Приуралье — в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области. Это закономерно: арабо-персидские имена с компонентом «джан» (Гильмиджан, Халиджан, Вафиджан) особенно характерны для татарской и башкирской антропонимии. В русскую традицию фамилия вошла через систему метрических записей, где иноязычное имя снабдили привычным для русского уха окончанием -ов. Другие варианты написания (Гильмизянов, Гильмизянов) — результат бытовой передачи звуков, не меняющий смысла.

Однокоренные фамилии — Гильмиев, Гильмутдинов — образованы от того же корня гильм- («знание»), но с другими суффиксами и вторыми частями имени. Гильмизянов выделяется именно редкой моделью: имя с формантом -джан встречается реже, чем, скажем, -улла или -дин, поэтому фамилия заметна на общем фоне.