Фамилия Калимеев — редкая, с неочевидной основой. Скорее всего, она тюркского происхождения, и её корень стоит искать в доисламском или народном имени Калимей или Калимай. Такие имена были распространены у башкир, татар, казахов и других тюркских народов. Составные части — «кали» (от арабского «калим» — «говорящий», «речь» или «слово») и «май» (тюркское «май» — «масло», «жир», в переносном смысле — «сытость», «богатство», «благополучие»). Получается, имя-пожелание: «богатая речь», «сладкое слово» или «достаток в слове». Возможна и другая трактовка: «кали» может восходить к тюркскому «кал» — «оставаться», тогда имя Калимай означало бы «останься, как масло» — то есть пожелание долгой и благополучной жизни.

Русский суффикс -ев указывает на форму притяжательного прилагательного: «чей?» — Калимеев. Это значит, что основатель рода носил имя или прозвище Калимей. Фамилия закрепилась, скорее всего, в среде крещёных татар, башкир или других народов Поволжья и Приуралья, где была распространена практика перехода тюркских имён в русские фамилии путём добавления типового суффикса. В документах XIX века такие фамилии часто фиксировали у государственных крестьян, казаков или мещан, но точных сословных данных по Калимеевым нет.

Географически фамилия встречается в Башкортостане, Татарстане, Оренбургской и Челябинской областях. Встречается и вариант Калимаев — он мог возникнуть из-за разного произношения гласных в диалектах. Редкость фамилии говорит о том, что род, скорее всего, небольшой и локальный. В дореволюционных списках она почти не встречается, что характерно для многих фамилий, образованных от народных тюркских имён без связи с аристократией или духовенством.