Фамилия Костемиров — редкий пример, в котором прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка было двусоставным, как у славян дохристианского периода. В ней легко угадываются два корня: «косте-» (от «кость») и «-мир». Такие имена, как Казимир, Владимир, Ратибор, были широко распространены в Древней Руси, но «Костемир» — нестандартная форма. Скорее всего, это не каноническое имя, а прозвище, которое дали человеку с намёком на его физическую крепость или, наоборот, худобу: «кость да мир» — то есть либо человек, чья крепость (кость) приносит мир и порядок, либо, иронично, «ходячий скелет», который живёт в ладу со своей худобой.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность «чей?» — сын Костемира. Первоначально Костемировы были крестьянским или посадским родом: прозвища с корнем «кост-» (Костяй, Костогрыз, Костевик) часто встречались в северных и центральных губерниях России, где кость как символ твёрдости или худобы была бытовой метафорой. В документах XVII–XVIII веков могли фиксировать форму «Костемиров» через «ять» или с двойным «с», но современное написание устоялось.

В ономастических словарях эта фамилия не описана подробно, что делает её особенно интересной. Можно предположить, что предки носителя фамилии жили в районах, где сохранялись архаичные именные модели — например, в бывших новгородских или псковских землях. В отличие от фамилий на -ин (типа Костин), форма на -ов с двухкорневой основой встречается реже и указывает на более древнее, «княжеское» строение имени, хотя по сословной принадлежности Костемировы, скорее всего, не относились к знати.

Итог прост: фамилия Костемиров — это отчество от прозвища Костемир, которое либо славило твёрдость и миролюбие, либо с юмором описывало очень худого человека. В любом случае, перед нами живой след древнерусской традиции давать имена со смыслом, а не просто по святцам.