Фамилия Холмирзаева — редкий пример фамилии, образованной от полного арабско-персидского имени, а не от прозвища или профессии. Её основа — мужское имя Холмирза (Холмирзо), которое сложилось из двух компонентов: «хол» (вариант арабского «халь» — «дядя по матери», «покровитель», «воспитатель») и «мирза» (от персидского «мирза» — «сын эмира», «писарь», «князь»). В Средней Азии имя Мирза часто давали детям знатных родов, а приставка «хол» в данном случае могла указывать на родственную связь или опекунство. Таким образом, имя Холмирза означает «дядя-мирза» или «воспитатель-князь» — не столько титул, сколько обозначение человека, который был наставником из знатной семьи.

Фамилия Холмирзаева — типичная для тюркоязычных народов модель образования: к основе имени добавляется русский суффикс -ев, который в XIX–XX веках адаптировал местные фамилии под российскую паспортную систему. При этом окончание -а указывает на женскую форму, то есть носительница фамилии — женщина. Мужской вариант — Холмирзаев. Встречается фамилия в основном среди узбеков, таджиков и народов, исторически связанных с Бухарским эмиратом и Хивинским ханством, где имя Мирза было широко распространено.

С точки зрения сословной принадлежности, предки с такой фамилией вряд ли были крестьянами-земледельцами. Имя Мирза в дореволюционной Средней Азии чаще носили люди, имевшие отношение к письменности, администрации или торговле — писцы, мелкие чиновники, купцы. Приставка «хол» могла уточнять, что этот человек был не просто мирзой, а «дядей» (воспитателем) при дворе или в крупной семье. Впрочем, точное социальное положение зависит от конкретного рода: в XIX веке фамилии фиксировались по отчеству, и многие носители имени Холмирза могли быть и ремесленниками.

По написанию фамилия устойчива: варианты Холмирзоева или Холмирзаева (с буквой «ё») встречаются реже, но возможны из-за разной передачи звука в русской записи. В самой Средней Азии имя чаще произносится как Холмирзо, а в фамилию перешло в русифицированной форме. Ономастически это яркий пример того, как арабская и персидская лексика, переплавленная в тюркской среде, стала основой для фамилии, которая сегодня звучит совершенно по-русски.