Фамилия Колымов образована от прозвища Колым. В старину колымом называли взятку. Прозвище могли дать тому, кто подносил подарки должностному лицу, или, наоборот, тому, кого легко подкупить. Эта версия — самая прямая и правдоподобная: слово «колым» в значении «взятка» фиксируется в русских говорах, а модель прозвища по пороку или занятию — обычное дело для фамилий на -ов.

Есть и другая гипотеза, но она слабее. Согласно ей, прозвище Колым дали по названию реки Колымы. В сибирской части России протекает река Колыма, и её название, вероятно, восходит к искажённому эвенскому «кулу» — «глубокая речка». Под Колымой часто понимают и всю территорию в бассейне этой реки, а также регион, где в 1932–1954 годах располагались исправительно-трудовые лагеря с особо тяжёлыми условиями. Логика здесь такая: основатель рода мог происходить с берегов Колымы или быть сосланным в эти лагеря. Однако эта версия менее убедительна: топонимические прозвища обычно давали по месту жительства или происхождения, но «Колым» как прозвище в этом значении не встречается в исторических источниках, а связь с лагерями возникла слишком поздно, чтобы сформировать устойчивую фамилию.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей сын?» — Колымов), то есть потомок человека по прозвищу Колым. Фамилия редкая, и её носители, скорее всего, ведут род из тех мест, где слово «колым» бытовало в бытовой речи, — из северных или центральных губерний России.