Фамилия Каламзим — редкая, нестандартная, и её разбор требует осторожности: на первый взгляд она напоминает искажённую «Карамзин» (от тюркского «кара» — чёрный, «мза» — богатырь), но это ложный след. В фамилии Каламзим нет суффикса -ов/-ев или -ин, который превратил бы прозвище в фамилию. Перед нами, скорее всего, застывшая форма прозвища или имени, которое либо не прошло стандартную русификацию, либо было записано в непривычном для русского уха виде.

Основа фамилии — «Калам» — отсылает к арабскому слову «калам» (тростниковое перо, письменная речь) или к тюркскому «калам» (карандаш, писание). В мусульманской среде «Калам» могло быть личным именем или прозвищем грамотея, писца. Второй корень «зим» — тёмный. Возможно, это окончание, возникшее из-за местного произношения: в некоторых тюркских диалектах «Калам-зым» могло означать «мой калам» или «каламщик». Либо это русская адаптация сложного прозвища вроде «Калам-Зима» (человек, пишущий зимой?).

Вероятнее всего, фамилия Каламзим — из числа редких «восточных» фамилий, которые закрепились за татарскими, башкирскими или кавказскими родами, перешедшими в православие, но сохранившими исходное прозвище без типичных русских суффиксов. Такие фамилии часто встречаются в Поволжье и на Урале, где оседлые народы смешивались с русским населением, а писцы записывали прозвище на слух. Носитель фамилии мог быть сельским писарем, муллой-грамотеем или просто человеком, получившим прозвище за любовь к письму. Фамилия не получила распространения, поэтому её носители, скорее всего, принадлежат к одной локальной ветви, возможно, из небольшого села или аула.