Фамилия Мустакимов происходит от мужского личного имени Мустаким, которое восходит к арабскому корню со значением «прямой», «истинный», «верный». В татарской традиции это имя также осмыслялось как «дорогой», «любимый». Такое имя давали мальчику с пожеланием, чтобы он вырос честным, шёл по верному пути и держал слово.

Встречается и другая версия, менее вероятная: имя Мустаким могли воспринимать как сложение двух восточных имён — Мустафа («избранный», «самый чистый») и Аким («знающий», «мудрый»). Однако арабское происхождение слова «мустаким» (прямой, правильный) делает эту гипотезу натянутой: перед нами не механическое соединение двух имён, а самостоятельное имя с собственным смыслом.

Фамилия образована по стандартной для русского языка модели: к основе Мустаким добавили патронимический суффикс -ов. Такой способ словообразования типичен для русских фамилий, возникших в среде татар и других тюркских народов после их перехода в православие или при активном общении с русскоязычным окружением. Суффикс указывал на принадлежность: Мустакимов — сын Мустакима, потомок человека с таким именем.

В отличие от фамилий на -ин или -ский, форма Мустакимов не привязана к конкретной местности. Она встречается у татар, башкир, а также у представителей других народов Поволжья и Урала. Но если говорить о географии, чаще всего носители фамилии встречаются в Татарстане, Башкортостане и в русскоязычных регионах, куда переселялись татары в XVIII–XIX веках.

Само имя Мустаким в исламской традиции связано с понятием «сира́т аль-мустаким» — прямого пути, о котором говорится в первой суре Корана. Поэтому имя несло не только бытовой, но и религиозный смысл: его носитель как бы брал на себя обязательство следовать верному пути. В крестьянской и купеческой среде такое имя давали нередко, подчёркивая уважение к вере и нравственным устоям.

В документах фамилия закрепилась поздно, как и большинство фамилий тюркского происхождения: до XIX века её носители чаще именовались по отцу без постоянной фамилии. Окончательно форма Мустакимов закрепилась после ревизий и переписей, когда требовалось зафиксировать наследственное родовое имя. Поэтому сегодня она выглядит как полноценная русская фамилия, хотя её корни — в арабском и татарском именнике.