Фамилия Муталимцев — яркий пример того, как русская модель образования фамилий работает с нерусской основой. Её ядро — арабское имя Муталим, означающее «ищущий знания», «учащийся». В исламской культуре это имя, как и однокоренное Муталлим, давали в знак уважения к образованности и стремлению к науке. Таким образом, предок носителя фамилии, скорее всего, был человеком грамотным, возможно, учителем или религиозным деятелем.

Особенность фамилии — в её суффиксальной части. Формант -цев указывает на принадлежность к роду по отцу: Муталимцев — это «сын Муталима». Это типичная русская патронимическая модель, аналогичная Иванову или Петрову. Однако в отличие от распространённых фамилий на -ов/-ев, здесь мы видим более редкий суффикс -цев, который часто присоединялся к основам, оканчивающимся на согласный, особенно в южнорусских и казачьих говорах. Встречается и вариант написания Муталимцов, что отражает диалектное произношение (аканье или цоканье).

Географически фамилия тяготеет к Северному Кавказу и регионам Поволжья, где исторически сильно влияние тюркских и кавказских народов, принявших ислам. Муталимцевы могли быть выходцами из кумыкской, аварской, чеченской или татарской среды, которые при переходе в русское подданство или при записи в документы получали фамилию по отцу с русским окончанием. Встречается фамилия и среди казаков, которые нередко перенимали имена и прозвища местных жителей.

Не стоит путать Муталимцева с фамилией Муталимов, которая образована по другой модели — с помощью тюркского суффикса -ов, указывающего на происхождение скорее из тюркской или азербайджанской среды. Муталимцев же — это уже полностью обрусевшая форма, которая показывает, что род давно интегрировался в русскую культуру, сохранив память о предке-книжнике.