Фамилия Кимяев — типичный пример русской фамилии, образованной по простой и понятной модели: к основе имени или прозвища Кимяй добавили патронимический суффикс -ев. В результате получилось «сын Кимяя». Сама основа, имя Кимяй, скорее всего, имеет тюркские корни. Наиболее убедительная версия связывает его с татарским словом «ким», что означает «неполный, недостаточный» или «меньший». Вероятно, так в семье называли младшего сына, подчеркивая его положение, а не физический недостаток.

Существует и альтернативное объяснение, но оно гораздо менее правдоподобно. Согласно ему, в основе лежит турецкое слово «kimya» — «химия». Тогда прозвище Кимяй мог получить человек, занимавшийся изучением химии или алхимией. Однако для крестьянской и служилой среды, где в основном и бытовали такие фамилии, это крайне редкое и маловероятное занятие. Поэтому версия с «младшим сыном» выглядит куда естественнее и лучше вписывается в традиции именования.

Фамилия Кимяев встречается в основном в регионах с исторически смешанным русско-тюркским населением — в Поволжье, Приуралье, а также в Западной Сибири. Встречается она нечасто, что говорит о её относительно локальном происхождении. В написании возможны колебания: Кимяев и Кимяев (с ударением, чаще всего, на втором слоге — КимЯев).