Фамилия Климарев — яркий пример того, как русская фамилия рождается из личного имени, причём не самого распространённого. В её основе лежит каноническое имя Климарий, которое в народной речи часто сокращали до Клим. Однако суффикс -арев указывает на более редкую, архаичную форму: не от «Клим», а от полного «Климарь» или «Климар».

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Большинство фамилий на -ев образованы от имён и прозвищ на -ей (Андрей — Андреев, Сергей — Сергеев). Но Климарев идёт от основы «Климар-», где суффикс -арь мог выполнять две функции. Первая — профессиональная: в древнерусском языке «климарь» иногда называли человека, связанного с церковным клиром (от греческого «клирос» — духовенство). Вторая — просторечная: на Руси имена на -арь (Вахарь, Козарь) часто давали по отцу или по занятию, и «Климарь» могло быть разговорной формой имени Климент, Климентий.

Таким образом, предок носителя фамилии мог быть либо сыном человека по имени Климарь (редкий вариант имени), либо, что правдоподобнее, выходцем из семьи, где отец носил имя Клим, но в быту его называли в более полной, «уважительной» форме — Климарь. В пользу этой версии говорит и географическая привязка: фамилия Климарев встречается в основном в центральных и северных регионах России (Вологодская, Костромская, Ярославская области), где архаичные суффиксы дольше сохранялись в прозвищах.

В ономастике фамилию Климарев нередко путают с более массовой Климов. Но разница существенна: Климов — от простой формы Клим, а Климарев — от производной, что сразу указывает на более узкий круг первоносителей. Возможно, эта фамилия закрепилась за одной конкретной семьёй или родом, где имя Климарь передавалось как родовое прозвище. Никаких сведений о дворянском происхождении нет — скорее всего, это крестьянская или мещанская фамилия, возникшая в XVI–XVII веках при массовом закрепощении и учёте населения.

Ещё одна деталь: ударение в фамилии плавающее. В разных говорах могли говорить и Кли́марев, и Климаре́в. Первый вариант ближе к исходному имени (Кли́марь), второй — к суффиксальной модели притяжательных прилагательных (отцовский — отцо́в, климарев — клима́рев). Сегодня чаще встречается ударение на второй слог, что типично для фамилий с суффиксом -арев.