Фамилия Нурымжанова — женская форма казахской фамилии Нурымжанов. Её основа — мужское имя Нурымжан, которое образовано сложением двух тюркских корней: «нур» (свет, луч) и «жан» (душа, человек). В буквальном прочтении Нурымжан означает «светлая душа» или «лучезарный человек». Имя Нурымжан — составное, и в казахской ономастике такие имена типичны: они несут пожелание ребёнку быть чистым, добрым, нести свет.

Словообразовательная модель проста. К основе Нурымжан добавлен русский патронимический суффикс -ов, который в тюркоязычной среде закрепился в ходе административного учёта населения в XIX–XX веках. Суффикс указывает на принадлежность: Нурымжанов значит «сын (или потомок) Нурымжана». Женская форма Нурымжанова, соответственно, означает «дочь или жена Нурымжанова».

Географически фамилия распространена прежде всего в Казахстане, особенно в южных и западных областях, где традиционны составные имена с компонентом «жан». В России носители встречаются среди казахов, проживающих в Астраханской, Оренбургской, Омской областях, а также в среде казахской диаспоры в крупных городах.

В отличие от многих русских фамилий, образованных от крестильных имён, Нурымжанова — пример фамилии, возникшей на стыке двух культур: тюркское имя-пожелание оформлено по русской грамматической модели. Это типично для фамилий народов Центральной Азии, которые входили в состав Российской империи. Сословная принадлежность предков-носителей фамилии чаще всего была крестьянской или скотоводческой, но точных данных о конкретных семьях без генеалогического поиска нет.

С точки зрения уникальности, фамилия Нурымжанова — одна из тех, что сохраняет в себе архаичную форму имени, где «нур» и «жан» ещё не слились в одно слово, а осознаются как отдельные смысловые блоки. В современных казахских именах такие конструкции встречаются реже, поэтому фамилия выступает косвенным свидетельством языковой нормы прошлого века.