Фамилия Ниметуллаев — редкий пример тюрко-арабского именования, перешедшего в русскую фамильную модель. В основе лежит мужское личное имя Ниметулла, которое состоит из двух арабских корней: «нимет» (благо, милость) и «Аллах» (Бог). В буквальном переводе имя означает «милость Аллаха» или «божественное благодеяние». Фамилия образована по стандартной русской патронимической схеме: к восточному имени добавили суффикс -ев, который присоединяют к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или «й». Вариант Ниметуллаев (а не Ниметуллаев) закрепился в документах, хотя по правилам орфографии фамилии на -улла обычно дают суффикс -ин (ср. Абдуллин, Гайнуллин). Это указывает на позднюю русификацию: имя осмыслили как цельное, без выделения финального «а», и образовали фамилию через -ев, как от Ниметуллай.

Географически фамилия тяготеет к регионам с традиционным исламом и тюркским населением: Татарстан, Башкортостан, Дагестан, а также среди крымских татар и народов Средней Азии. В дореволюционных метрических книгах она почти не встречается — это говорит о том, что фамилия оформилась поздно, скорее всего в советское время, когда паспортизация затронула мусульманские общины. В отличие, скажем, от фамилии Ниметов (от той же основы, но с усечением), Ниметуллаев сохранил полную теофорную конструкцию, что подчёркивает религиозный контекст имени.

С точки зрения словообразования, это типичная «фамилия второго поколения»: её носитель — потомок человека, которого звали Ниметулла. Само имя было распространённым у татар и башкир, но не таким частым, как Абдулла или Габдулла. Интересно, что в арабо-персидской традиции «нимет» может также означать «богатство» или «изобилие», так что двойное прочтение — и как божественная милость, и как мирное благосостояние — не исключено. Сословно предки Ниметуллаевых скорее всего были крестьянами или мелкими торговцами: духовенство чаще носило фамилии на -ов с суффиксом -ин (например, Мухаметдинов), а аристократические тюркские роды — на -ский или -беков. Фамилия осталась в народной среде и не ушла в элиту.