Фамилия Сахтимов — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Её основа — «Сахтим» — не встречается в святцах и не является распространённым тюркским или славянским именем, поэтому сразу отбрасываем версию о крестильном имени. Скорее всего, перед нами фамилия, образованная от прозвища или мирского имени, и ключ к разгадке — в её финали.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель («чей?» — сын Сахтима). Но сам корень «Сахтим» звучит инородно для славянского уха. Наиболее вероятна тюркская основа. В башкирском, татарском, казахском языках есть корень «сах» или «сак» со значениями «осторожный», «бережливый», а также «чистый», «подлинный». Вторая часть — «тим» — может восходить к тюркскому «тем»/«дим» (железо, крепкий) или к аффиксу принадлежности. Таким образом, «Сахтим» могло быть прозвищем со значением «крепкий, как чистое железо» или «настоящий (верный) товарищ». Есть и более прозаичная версия: в некоторых тюркских диалектах «сахтым» — форма глагола со значением «я нашёл», «я приобрёл». Прозвище могли дать найдёнышу, подкидышу, либо человеку, который «нашёл себя» в деле, разбогател.

Географически фамилия тяготеет к Волго-Уральскому региону и Зауралью, где веками жили башкиры, татары и мишари, принимавшие православие и получавшие русские фамилии по отцу. Сахтимовы — вероятно, потомки крещёных татар или башкир, чьё родовое прозвище было русифицировано через суффикс -ов. В дореволюционных метрических книгах Оренбургской, Уфимской и Пермской губерний изредка встречаются носители этой фамилии, что косвенно подтверждает версию.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Сахтин, Сахтанов, Сахтиев) показывает, что все они редки и имеют тюркский след. Фамилия Сахтимов стоит особняком: в ней нет типичного тюркского суффикса -ин или -ев, а именно -ов, что говорит о достаточно поздней (XVII–XIX века) фиксации в русской среде. По сословной принадлежности Сахтимовы, скорее всего, были государственными или экономическими крестьянами, реже — казаками. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что тоже указывает на народное, а не книжное происхождение.