Фамилия Мартимов образована от имени Мартим, производной формы крестильного мужского имени Мартин. Оно, в свою очередь, имеет латинское происхождение и на русский язык переводится «посвященный богу Марсу», «воинственный». Таким образом, потомок человека, которого звали Мартим, со временем получил фамилию Мартимов.