Фамилия Нафталимова — женская форма фамилии Нафталимов, и её разбор стоит начать с мужского варианта, чтобы не запутаться в основах. В основе лежит мужское имя Нафталим — это русская народная форма библейского имени Неффалим (Нафтали). В Ветхом Завете Неффалим — один из двенадцати сыновей Иакова, родоначальник колена Израилева. Имя происходит от древнееврейского «нафтал» — «боролся, спорил», или, по другой версии, от «нафтали» — «моя борьба». В русской традиции имя закрепилось в форме Нафталим, особенно у старообрядцев и в среде духовенства, где библейские имена давали часто.

Суффикс -ов- в фамилии Нафталимов указывает на модель образования, типичную для русских фамилий XIX века: от имени отца. Сначала появилось отчество Нафталимович, а затем, по аналогии с дворянскими и купеческими фамилиями, закрепилась полная фамилия Нафталимов. Окончание -а в женской форме — стандартное русское окончание для фамилий этого типа. Таким образом, Нафталимова буквально значит «дочь или жена Нафталима».

Географически фамилия редкая. Наибольшая концентрация носителей — в центральной России, особенно в Тверской, Ярославской и Костромской областях. Это объясняется тем, что именно там в XVIII–XIX веках были сильны старообрядческие общины, которые чаще других использовали ветхозаветные имена, неканонические для официальной православной церкви. В синодальных святцах имени Неффалим нет, поэтому оно бытовало в народе, в обход церковного календаря.

Интересная деталь: фамилия Нафталимов (и Нафталимова) нередко путают с похожей фамилией Нафталиев, образованной от той же основы, но с другим суффиксом. Однако Нафталимов — чисто русская форма, а Нафталиев чаще встречается у еврейских носителей, где суффикс -ев указывает на патроним в идише или иврите. В русском же языке вариант с -ов закрепился именно в крестьянской и мещанской среде, где фамилии образовывали по простой схеме: имя отца плюс суффикс.

Если говорить о социальном контексте, то предки Нафталимовых с большой вероятностью были государственными крестьянами или посадскими людьми. В дворянских родословных книгах эта фамилия не встречается, а в купеческих гильдиях — крайне редко. Основная масса носителей — люди, чьи предки получили фамилию при переписях населения в середине XIX века, когда крестьянам массово присваивали фамилии по отцу.