Фамилия Кизимов произошла от личного имени Кизим, а оно, скорее всего, восходит к польскому имени Казимир. Казимир составлен из двух славянских корней: «казить» — разрушать, портить, и «мир». По другой версии, вторая часть имени означала «мер» — великий, знаменитый. Имя было популярно в Польше и на западнорусских землях, а в украинской среде превратилось в форму Кизим. Соответственно, фамилия Кизимов — это отчество: «чей?» — «сын Кизима».

Есть и альтернативное объяснение. Согласно менее вероятной гипотезе, Кизимов могло возникнуть как фонетический вариант фамилии Казимова. Та, в свою очередь, происходит от мусульманского имени Казим (от арабского «аль-Казим» — сдерживающий гнев, терпеливый). Но для русской фамилии с суффиксом -ов славянская версия правдоподобнее.

Однокоренные именования встречаются в документах XVI–XVII веков. В 1593 году в грамоте Бориса Годунова среди запорожского посольства упоминается казацкий старшина Кызым. В первой половине XVII века известны Богдан Кизим и казак Кизименко, а в документах 1649 года фигурирует Кизым Величенко. Все эти записи — из казачьей среды, что указывает на вероятное социальное происхождение предков современных Кизимовых: скорее всего, это были запорожские или реестровые казаки.

Суффикс -ов в фамилии — стандартный русский патронимический формант. Он показывает, что носитель фамилии — потомок человека по имени Кизим. Форма на -ов закрепилась, когда носители переселились в великорусские регионы или попали под влияние русской административной традиции. На Украине фамилия могла бы звучать как Кизименко (с патронимическим суффиксом -енко), но в русском языке прижился именно вариант Кизимов.