Фамилия Халимжанов — пример того, как в русской фамильной модели закрепилось арабское имя через тюркское посредничество. Её основа — мужское личное имя Халимжан. Это составное имя, популярное у многих тюркских народов, исповедующих ислам: у татар, башкир, казахов, узбеков и других.

Первая часть имени — Халим — восходит к арабскому «халим» (حليم), что означает «кроткий», «мягкий», «терпеливый». Это один из эпитетов Аллаха (аль-Халим — «Всепрощающий», «Снисходительный»). Вторая часть — жан — тюркское слово, заимствованное из персидского (джан), со значением «душа», «жизнь», «дорогой», «любимый». В составе сложных имён жан выступает как усилительный компонент, придающий оттенок ласки и уважения. Таким образом, Халимжан можно перевести как «кроткая душа» или «терпеливый и любимый».

Фамилия образована по стандартной русской патронимической модели: от имени отца Халимжан с помощью суффикса -ов, который присоединяется к основам, оканчивающимся на согласный. Суффикс -ин здесь был бы невозможен, так как основа не заканчивается на -а/-я. Буква «в» в суффиксе — результат исторического чередования: основа Халимжан, при добавлении -ов конечный «н» перед «о» в ряде говоров даёт «в» (сравните: Иван — Иванов, а не Иваннов). Фонетически это упрощает произношение, избегая тройного «н».

Географически фамилия Халимжанов наиболее характерна для татар и башкир, а также встречается у казахов и узбеков, у которых она могла писаться как Халимжанов или, при русификации, как Халимжанов. В среде русского дворянства или крестьянства центральной России эта фамилия практически не встречается — она однозначно маркирует тюркское, мусульманское происхождение рода. Сословно предки носителя фамилии могли быть как торговцами или ремесленниками, так и крестьянами, но в любом случае имя отца (а затем и фамилия) закреплялось в официальных документах при взаимодействии с русской администрацией, чаще всего в XIX веке.

Среди однокоренных фамилий — Халимов (от имени Халим без второго компонента), Халимназаров, Халимбаев. Фамилия Халимжанов стоит в ряду тех, что сохранили в основе не просто имя, а целую благопожелательную формулу: «да будет душа твоя кроткой».