Фамилия Мамалимова — тюркская по происхождению и женская по форме. В её основе лежит мужское имя Мамалим, которое, в свою очередь, является стяжённой, «домашней» формой от более полного арабско-тюркского имени Мухамметгалим. Такое сокращение — характерный признак бытовой речи: длинные составные имена в повседневном общении укорачивали до двух-трёх слогов.

Разложим имя-основу на составляющие. Первая часть — Мухаммет (араб. «восхваляемый, прославляемый») — один из эпитетов пророка Мухаммеда, одно из самых распространённых имён в исламском мире. Вторая часть — Галим (от араб. «алим» — «знающий, учёный, всеведающий»). В исламской традиции это один из атрибутов Всевышнего (Аль-Галим). Сложив части, получаем значение: «всезнающий и почитаемый» или «прославляемый знанием».

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Мамалим добавили суффикс -ов и окончание -а. Суффикс -ов/-ев указывает на принадлежность: Мамалимова буквально значит «жена (или дочь) Мамалима». В русской традиции фамилии с таким суффиксом фиксировали родство, поэтому предок носительницы фамилии, скорее всего, был мужчиной по имени Мамалим.

Фамилия Мамалимова — редкая, она не входит в списки распространённых русских фамилий. Её носительницы встречаются преимущественно в регионах традиционного бытования тюркских и кавказских народов, где популярны арабо-мусульманские имена. Это указывает на то, что предки были мусульманами, вероятнее всего — татарами, башкирами или представителями народов Северного Кавказа, где имя Мухамметгалим и его сокращённые варианты не редкость.