Фамилия Шилымова — женская форма фамилии Шилимов, а её мужской вариант — Шилимов. В отличие от многих русских фамилий, она образована не от имени, а от прозвища или названия ремесла, что сразу указывает на возможный род занятий предка.

Основа фамилии — слово «шило». В старину шилом называли не только инструмент сапожника или портного, но и человека с острым языком, колкого, язвительного. В словаре В. И. Даля зафиксировано слово «шила» в значении «задира, егоза». Соответственно, прозвище Шило давали либо мастеру, который работал с этим инструментом (сапожнику, шорнику), либо человеку с беспокойным, «колючим» характером. Суффикс -ым- в этом случае — не типичный для русских фамилий, а скорее характерный для южнорусских или украинских говоров, где фамилии на -им/-ым (Шилим, Ширим) встречаются чаще. В русской традиции фамилия могла закрепиться в форме Шилимов, а Шилимов — вариант, возникший под влиянием местного произношения или письменной фиксации.

Вторая версия, менее распространённая, связывает фамилию с тюркским корнем «шилым» (острый, колющий). В таком случае фамилия могла принадлежать человеку из татарской или башкирской среды, принявшему православие, но сохранившему в основе прозвище, данное за острый ум или язык. Однако русская огласовка и типичный для славян суффикс -ов делают первую версию более вероятной.

Географически фамилия Шилимов встречается в Воронежской, Ростовской областях, а также на Украине — в Харьковской и Сумской областях. Это подтверждает её южнорусское происхождение. Встречается она нечасто, что говорит о локальном бытовании прозвища, не ставшего массовым.

Таким образом, предок современных Шилимовых, скорее всего, был либо сапожником, шорником или другим ремесленником, работавшим с шилом, либо человеком с острым языком, за что и получил своё прозвище. Фамилия закрепилась в южнорусских землях, где и сохранилась до наших дней.