Фамилия Кимарцев — редкий случай, когда исходное прозвище с большой вероятностью связано не с профессией или внешностью, а с местным диалектным словом. Основа здесь — «кимарь» или «кимара». В северных и сибирских говорах «кимарить» означает дремать, спать чутко, а «кимара» — сонное состояние или самого соню. Человек, которого прозвали Кимарем, мог быть любителем подремать или, наоборот, отличаться медлительностью и вялостью. Модель образования проста: к прозвищу Кимарь добавили патронимический суффикс -ев, получив «сын Кимаря». Форма Кимарцев — это уже вариант с дополнительным -ц-, который мог возникнуть под влиянием других фамилий на -цев (например, Кузнецов) или как местное произносительное упрощение.

Менее вероятна, но возможна связь с тюркским корнем «кимар» — азартная игра (от арабского «камар»). В таком случае Кимарцем могли прозвать завзятого игрока или человека, который держал игорный дом. Но эта версия слабее: тюркские заимствования в русских прозвищах чаще касаются быта или ремесла, а не абстрактных понятий, и географически фамилия встречается преимущественно в регионах с русским населением, а не в зонах активного тюркского влияния.

С точки зрения социальной истории, Кимарцевы — почти наверняка крестьянский род. Фамилия не относится к дворянским или купеческим, её носители в XIX веке фиксировались в основном в Вятской и Пермской губерниях, а также на Урале. Суффикс -ев указывает, что фамилия оформилась не позднее XVII–XVIII веков, когда в среде крестьян и посадских людей прозвища начали закрепляться в качестве наследственных. Встречается также написание «Кимарцов» — это вариант с твёрдым окончанием, характерный для южнорусских говоров и некоторых уральских документов.

Однокоренных фамилий немного: Кимарев, Кимаров, Кимарин. Все они восходят к тому же корню, но различаются суффиксами. Кимарцев стоит в этом ряду особняком из-за редкого сочетания -ар- и -цев, что делает фамилию легко узнаваемой, но одновременно и трудной для бытового произношения — не случайно в переписях иногда встречаются искажения вроде «Кимарцов» или «Кимарцев».