Фамилия Нуралимова образована от мужского имени Нуралим — сложносоставного тюркско-арабского антропонима. Первая часть «нур» (араб. «свет, сияние») — один из самых частых компонентов в мусульманских именах, вторая — «алим» (араб. «знающий, учёный», а также эпитет Аллаха). В целом имя означает «свет знания» или «учёный, озарённый светом». Такой тип составных имён с первой частью «нур-» (Нурлан, Нурбек, Нургали) широко распространён у татар, башкир, казахов и других тюркоязычных народов, исповедующих ислам.

Суффикс «-ова» указывает на принадлежность: фамилия Нуралимова — женская форма от мужской Нуралимов. Модель образования типична для русифицированных фамилий народов Поволжья и Урала: к тюркскому имени или прозвищу добавляли русский патронимический суффикс -ов/-ев. Это происходило в XIX — начале XX века при переписях и выдаче паспортов, когда местное население получало фамилии по отцу. Таким образом, предок носительницы фамилии, скорее всего, был мужчиной по имени Нуралим.

Географически фамилия тяготеет к регионам с компактным проживанием татар и башкир — Татарстан, Башкортостан, Оренбургская и Челябинская области. Встречается она и в Казахстане, где имя Нуралим тоже известно, хотя и реже, чем, например, Нурлан. Сословно предки Нуралимовых могли относиться к государственным крестьянам, тептярям или башкирам-вотчинникам — в зависимости от региона. Дворянских родов с такой фамилией в исторических источниках не зафиксировано, что типично для фамилий, возникших в крестьянской среде.

Интересная деталь: ударение в фамилии обычно падает на третий слог — Нурали́мова, хотя в самом имени Нурали́м ударение тоже на последний слог. В некоторых говорах, особенно у казанских татар, фамилию могут произносить с ударением на второй слог — Нура́лимова, но это локальное отклонение. Однокоренные фамилии — Нуралимов, Нургалимов, Нурмухаметов — построены по той же модели и несут схожую семантику «света» в сочетании с разными эпитетами.