Фамилия Колымовы образована от прозвища Колым. В старину колымом называли взятку. Скорее всего, такое прозвище закрепилось за человеком, который либо давал взятки, либо, напротив, был продажным и брал их. Это живая и понятная основа: слово «колым» в значении «взятка, подкуп» фиксируется в русских говорах, а прозвища по таким бытовым чертам давали часто.

Существует и другая версия — географическая. Она связывает прозвище с рекой Колыма. Название реки, по одной из гипотез, восходит к искажённому эвенскому «кулу» — «глубокая речка». В Сибири «Колымой» называли не только саму реку, но и весь обширный регион в её бассейне. Эта версия менее правдоподобна, но не лишена оснований: прозвища по месту жительства или происхождения — распространённое явление. В таком случае основатель рода Колымовых мог быть выходцем с берегов Колымы.

У этой версии есть и мрачный оттенок. В 1932–1954 годах в тех краях располагались исправительно-трудовые лагеря с одними из самых суровых условий. Если прозвище возникло в советское время, оно могло напоминать о ссылке или репрессиях. Однако это лишь косвенное предположение: фамилии в форме на -овы обычно складывались раньше, в XVI–XVII веках, когда Колыма ассоциировалась скорее с пушниной и дальними промыслами, чем с лагерями.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ов указывает на принадлежность — «чей?» — «Колымов», то есть сын или потомок Колыма. Форма множественного числа Колымовы закрепилась за целым родом. Фамилия редкая, в центральных областях почти не встречается, что косвенно подтверждает её возможную сибирскую привязку.