Фамилия Цихмистров — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано с конкретным ремеслом или должностью, но при этом само слово вышло из употребления. Разбор этой фамилии не обходится без обращения к немецкому языку: в основе лежит слово «Zeugmeister» (цугмайстер). В русском языке оно превратилось в «цейхмейстер» — так называли чиновника, заведовавшего артиллерийскими складами, оружейными запасами и вообще материальной частью в армии. Должность эта была введена Петром I и просуществовала до XIX века. Следовательно, предок носителя фамилии Цихмистров был либо военным, либо гражданским служащим, отвечавшим за хранение и учёт оружия и боеприпасов.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий, образованных от профессиональных прозвищ: к основе «цейхмистр» (в просторечии — «цихмистр») добавился патронимический суффикс -ов. Фамилия буквально означает «сын цейхмейстера», но закрепилась за потомками, а не за самим чиновником. Интересно, что написание «Цихмистров» — это народная, «обрусевшая» форма. В документах XVIII-XIX веков можно встретить варианты «Цейхмистров» и «Цехмистров», что ближе к исходному немецкому произношению. Фонетическое изменение «ей» на «и» (цейхмистр → цихмистр) — обычное дело для речи, где непривычное сочетание звуков упрощается.

Географически фамилия привязана к регионам, где располагались крупные артиллерийские арсеналы и гарнизоны: Санкт-Петербургская, Московская, Тульская губернии. Встречается она и на юге России, в казачьих областях, где оружейные склады были не редкостью. Сословно носители фамилии относились к военным или мещанским семьям — потомкам тех самых цейхмейстеров.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Цейхмайстер, Цихмайстер, Цехмистренко — показывает, что все они ведут к одному источнику, но различаются по суффиксам, указывающим на регион и время фиксации. Цихмистров — наиболее русифицированный вариант, с типичным русским окончанием, что говорит о давнем укоренении фамилии в русской среде.