Фамилия Пиманчиков — один из тех редких случаев, когда в основе лежит не имя и не профессия, а, скорее всего, искажённое церковное имя, прошедшее через несколько ступеней народной переделки. Её ядро — каноническое имя Пимен (от греческого «пастырь», «пастух»). В русском просторечии его часто сокращали до Пима, а уменьшительные формы звучали как Пиманя, Пиманчик, Пимаш. От этой цепочки и пошла фамилия: Пиманчик — человек, которого в семье или в окружении звали уменьшительно-ласкательно, а затем к прозвищу добавили суффикс -ов, превратив его в фамилию.

Суффикс -чик в русских фамилиях встречается нечасто. Обычно он указывает либо на профессию (переплётчик, извозчик), либо, как в данном случае, на уменьшительное прозвище. Прозвище Пиманчик могло означать «маленький Пимен» — так могли называть ребёнка или младшего в роду. Со временем прозвище закрепилось, а форма с суффиксом -ов (Пиманчиков) — это стандартный патроним: «чей?» — «сын Пиманчика». Фамилия образована по той же модели, что и, скажем, Кузнечиков или Сторожевых, но с более редкой основой.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным областям России. Встречается в старых переписях Вологодской и Костромской губерний, где имя Пимен было довольно популярно среди крестьянского и церковного сословий. В южных регионах и на Украине она почти не фиксируется — там предпочитали другие формы того же имени (Пимененко, Пименов).

Есть и альтернативная, менее вероятная версия: связь с диалектным словом «пиман» — так в некоторых говорах называли валенки или вид обуви. Но эта гипотеза слабая: суффикс -чик в ремесленных прозвищах означал бы мастера (пиманщик), а не предмет. К тому же, фамилии от названий обуви в русском языке крайне редки и обычно имеют другую морфологию. Надёжнее держаться версии с именем Пимен — она подтверждается и словообразованием, и географией бытования фамилии.