Фамилия Капсалимова — женская форма фамилии Капсалимов, и её разбор стоит начать с неочевидного суффикса. В ней нет привычного -ов-/-ев- или -ин-, который просто присоединился бы к основе. Формант -им- (в мужском варианте Капсал-им-ов) встречается в русских фамилиях редко и почти всегда указывает на тюркское происхождение. Чаще всего такие фамилии образовывались от личного имени или прозвища, которое заканчивалось на тюркский аффикс принадлежности -ым/-им. То есть исходное имя звучало как Капсалым или Капсалим — «тот, кто является Капсалом».

Сама основа Капсал- почти наверняка восходит к тюркскому слову «капсал» (или «капсалы») — в ряде тюркских языков (татарском, башкирском, казахском) так называли крепкого, коренастого человека, часто с широкими плечами и плотным телосложением. Слово могло перейти в прозвище по внешности. Реже — как метафора «непробиваемый», «упёртый». В русской среде прозвище Капсал давали выходцам из татарских или башкирских земель, а затем прибавляли к нему фамильный суффикс -ов, но с сохранением тюркского аффикса -им, что и дало форму Капсалимов.

Географически фамилия привязана к регионам Поволжья и Приуралья — Татарстану, Башкортостану, Оренбуржью. Встречается и у русских, и у татар, и у башкир, но в русских переписях XVIII-XIX веков носители фамилии чаще записаны как государственные крестьяне или однодворцы южных уездов. Дворянского происхождения у этой фамилии нет — она явно крестьянская или мещанская, а её тюркский корень указывает на то, что предки, скорее всего, перешли из татарской или башкирской среды в русскую в XVI-XVII веках, приняв православие.

С точки зрения словообразования фамилия уникальна тем, что в ней сохранилась «двойная» модель: тюркское имя с аффиксом + русский патронимический суффикс. Ударение в фамилии, судя по распространённости, падает на второй слог: Капса́лимова. Вариант с ударением на последний слог встречается реже и, вероятно, вторичен.