Фамилия Кожалимова — женская форма от Кожалимов, а та, в свою очередь, образована от мужского имени или прозвища Кожалим. Это сложное слово, и его разбор сразу даёт ключ к происхождению. Основа состоит из двух частей: «кожа» и «алим». Первая часть очевидна — кожа, кожевенное дело. Вторая — «Алим»: это арабское имя, распространённое у тюркских и кавказских народов, означает «знающий», «учёный», «мудрый». Таким образом, Кожалим — это человек, которого прозвали «кожевник Алим» или «Алим-кожевник».

Словообразовательная модель здесь — сращение прозвища с последующим присоединением типичного русского патронимического суффикса -ов. Это говорит о том, что фамилия складывалась в среде, где русская модель фамилии (на -ов/-ев) накладывалась на нерусское по происхождению имя-прозвище. Такое часто встречается среди татар, башкир, народов Кавказа, которые входили в состав Российского государства и получали фамилии по отцу по русскому образцу.

Редкость фамилии Кожалимова — в необычном сочетании корней. Если фамилии Кожевников или Кожин встречаются повсеместно, то прибавка «алим» резко сужает ареал. Вероятнее всего, носители фамилии имеют корни в регионах с сильным тюркским или кавказским влиянием: в Татарстане, Башкортостане, в Дагестане или среди ногайцев. Первый носитель, Кожалим, скорее всего, был мастером по выделке кож, но при этом носил мусульманское имя, что указывает на его этническую и культурную принадлежность.

С точки зрения социального контекста, предок Кожалимовых не был дворянином. Фамилии от ремесленных прозвищ и имён в такой конструкции — признак посадского или крестьянского сословия, возможно, из числа служилых татар или ясачных людей. Встречаются ли Кожалимовы в исторических документах — вопрос открытый, но ономастический анализ даёт достаточно ясную картину: перед нами фамилия, родившаяся на стыке русской фамильной системы и восточного именослова, в среде кожевников, принявших русскую фамилию по отцу.