Фамилия Олимжанова — яркий пример восточного антропонимического влияния, которое в XX веке проникло в русскую фамильную систему. Её основа — мужское имя Олимжан (в узбекском и таджикском произношении — Олимжон). Это составное имя: первая часть «Олим» восходит к арабскому ‘ālim — «знающий, учёный, мудрец» (тот же корень, что и в слове «алим»); вторая часть «жан» (от персидского jān) означает «душа», «жизнь» или используется как ласкательный аффикс при обращении. Таким образом, Олимжан — это «учёная душа» или «мудрец», имя с пожеланием ума и благородства.

Фамилия образована по русской патронимической модели: к восточному имени добавили типичный русский суффикс -ов, а затем женское окончание -а. Олимжанова — это «дочь или жена Олимжана». Мужской вариант фамилии — Олимжанов. Такая гибридная форма характерна для народов Средней Азии и Казахстана, которые в советский период при оформлении документов часто русифицировали свои фамилии, сохранив национальную основу.

Географически фамилия Олимжанова почти не встречается в исконно русских регионах. Её носители — в основном узбеки, таджики, уйгуры и другие тюркоязычные народы, а также потомки смешанных браков. Встречается и вариант написания через «жо» — Олимжонова, что ближе к реальному произношению в узбекском языке.

Сословное происхождение фамилии не связано с аристократией, но и не указывает на низкое положение. Имя Олимжан давали в семьях, где ценили образование и религиозную грамотность: предки могли быть муллами, учителями (мударрисами), переписчиками книг или просто уважаемыми людьми в махалле. В XX веке фамилия стала массовой, её носители встречаются среди врачей, инженеров, преподавателей — то есть профессий, где востребованы знания, что перекликается со значением корня «алим».