Фамилия Котлиметов — редкий случай, когда разбор упирается не в тюркское или славянское имя, а в географическое название, причём неочевидное. Основа фамилии — топоним Котлимет, и это почти наверняка указывает на выходца из конкретного места. В русской ономастике фамилии на -ов/-ев, образованные от названий деревень и сёл, обычны: отсюда Иванов, Рождественский, но Котлиметов стоит особняком.

Где находится то самое Котлимет? Скорее всего, в зоне бывшего расселения тюркских народов. «Котли» (или «котлы») в тюркских языках может означать «счастливый, благодатный», а «мет» — суффикс или часть сложного слова. Встречается вариант «Кутлымет» — имя, образованное от арабского «Мухаммед» с тюркским компонентом «кут» (счастье). То есть Котлимет — это переосмысленное тюркское личное имя со значением «счастливый Мухаммед» или «благословенный». Фамилия Котлиметов, таким образом, означает «сын (потомок) человека по имени Котлимет».

Суффикс -ов стандартен для русских фамилий, но сама основа — нерусская, что типично для Поволжья, Приуралья и Сибири, где татары, башкиры и другие народы входили в состав Российской империи и получали фамилии по отцу. Носители фамилии Котлиметов — это потомки человека, которого в документах записали по имени-прозвищу, а в быту называли Котлимет. Фамилия не получила широкого распространения, что говорит о её локальном характере: вероятно, родоначальник жил в одной деревне или ауле, и фамилия осталась в пределах региона.

В отличие от фамилий, образованных от профессий (Кузнецов) или внешних признаков (Горбунов), Котлиметов — чисто патронимическая, от личного имени. Искать здесь «котла» или «метлы» не стоит: это народная этимология. Единственная достоверная версия — через тюркское имя Котлимет (Кутлымет), которое в русской записи получило стандартное окончание.