Фамилия Любимовы — одна из тех, что образована напрямую от личного прозища, без участия церковного календаря. В основе лежит древнерусское нецерковное имя Любим. Такие имена на Руси давали ребёнку не при крещении, а в быту, как пожелание или характеристику: Любим значило «любимый, желанный». Никакой связи с глаголом «любить» в абстрактном смысле тут нет — имя работало как оберег или просто ласковое прозвище.

Другая версия выводит фамилию от женского имени Любава (сокращённо Люба). Но она менее убедительна: патронимические фамилии на -ов в подавляющем большинстве случаев образовывались от мужских имён и прозвищ. Женская основа могла бы дать форму Любавин, а не Любимов. Поэтому основная гипотеза — от мужского прозвища Любим, которое документально зафиксировано в русских актах XV–XVII веков.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: Любимов — «чей?» — «сын Любима». Это стандартная модель для русских фамилий центральных и северных областей. В южнорусских и украинских землях та же основа дала бы фамилию Любименко, а в польской традиции — Любимовский.

По сословному составу Любимовы не были однородны. Среди носителей встречались и крестьяне, и купцы, и священники. Например, в переписных книгах XVII века Любимовы записаны среди посадских людей и дворовых. В XIX веке фамилия встречается в Тверской, Ярославской, Костромской губерниях — то есть на территории бывшего Владимиро-Суздальского княжества, где нецерковные имена держались дольше всего.

Однокоренные фамилии — Любавин, Любавцев, Любушкин — различаются суффиксами, но восходят к тому же корню «люб-». Любимовы стоят в этом ряду особняком: их основа не уменьшительная и не производная, а прямая, без промежуточных суффиксов. Это делает фамилию одной из самых прозрачных по смыслу в русском ономастиконе.