Фамилия Калимханова — женская форма фамилии Калимханов, и её географический центр, скорее всего, находится в регионах с тюркским и мусульманским населением: в Татарстане, Башкортостане, на Северном Кавказе, в Казахстане и Средней Азии. Это составная фамилия, образованная по арабо-тюркской модели: она начинается с арабского имени «Калим» (или «Калимулла») и заканчивается тюркским титулом «хан».

Имя «Калим» — это краткая форма от «Калимулла», что в переводе с арабского означает «говорящий с Аллахом» или «собеседник Бога». В исламской традиции этот эпитет закрепился за пророком Мусой (Моисеем). Вторая часть, «хан», в тюркских языках изначально обозначала верховного правителя, но со временем стала использоваться как уважительный компонент имени, указывающий на знатность или просто почёт. Таким образом, имя Калимхан можно перевести как «хан, который говорит с Богом» или «почётный Калим».

Самый вероятный путь появления фамилии — от мужского имени Калимхан. В прошлом у тюркских народов было принято давать детям имена, содержащие слово «хан», чтобы пожелать им силы и власти. Со временем это имя, как и тысячи других, закрепилось в качестве фамилии. Суффикс «-ов/-ева» — это типичный русский патронимический суффикс, который добавляли к тюркским именам при оформлении фамилий в документах Российской империи. Он просто означает «принадлежащий Калимхану» или «из рода Калимхана».

Редкость фамилии в том, что она сочетает в себе арабский религиозный корень и тюркский светский титул, что отражает сложный культурный синтез в Поволжье и на Кавказе. Среди однокоренных фамилий — Калимов, Калимуллин, Калимханов, Ханкалимов — встречаются все варианты, где части имени могут меняться местами. Носительницы фамилии Калимханова, скорее всего, потомки человека, которого в народе уважительно называли Калимханом — либо за религиозные знания, либо за социальное положение.