Фамилия Гулимовы восходит к тюркскому прозвищу или имени, в основе которого лежит слово «quli» — «слуга» (арабского происхождения, связано с мусульманской традицией). Скорее всего, родоначальник носителей фамилии получил такое прозвище по своему социальному положению или роду занятий. Это одна из версий, и она наиболее правдоподобна: фамилия входит в пласт тюркских и арабо-тюркских фамилий, которые прижились в русской среде в XV–XVII веках, когда выходцы из Золотой Орды, печенеги и половцы оседали на русских землях и пополняли ряды служилого дворянства.

Позже, в XIX веке, с присоединением к Российской империи Средней Азии и Кавказа, подобные фамилии получили новую волну распространения — уже среди крещёных или обрусевших тюркских народов. Таким образом, Гулимовы могли появиться как в среде старинного дворянства (нерусского по происхождению, но вошедшего в состав российского), так и среди более поздних переселенцев.

Словообразовательная модель проста: к основе Гулим (или Гули) добавили типичный русский патронимический суффикс -ов. Формально фамилия отвечает на вопрос «чей?» — то есть «сын Гулима». Имя Гулим, в свою очередь, — это адаптированная на русской почве форма от тюркского Гули («слуга»). Фамилия редкая, её географическое бытование пока не изучено подробно, но, судя по корню, она распространена в Поволжье, на Урале и в южных регионах — там, где исторически сильны тюркские и мусульманские влияния.