Фамилия Улымов — редкий случай, когда прозвище образовано от глагола, а не от имени или профессии. В основе лежит древнерусское слово «улымать» — то есть улыбаться, усмехаться. Так могли прозвать весёлого, приветливого человека, который часто улыбался. Суффикс -ов указывает на принадлежность: «Улымов» буквально значит «сын Улыма», где Улым — личное прозвище, а не каноническое имя.

В русских говорах у слова «улымать» были и другие оттенки. В некоторых областях так говорили про льстеца или того, кто заискивает перед другими. Вторая версия происхождения — от диалектного «улым» (обманщик, хитрец). Тогда носитель фамилии мог получить прозвище не за добрую улыбку, а за склонность к лести или лукавству. Обе трактовки правдоподобны, но первая — с положительным значением — встречается в источниках чаще.

По модели образования фамилия типична для центральной России и Поволжья. Встречается она нечасто, что говорит о локальном бытовании исходного прозвища. В дореволюционных переписях Улымовы фиксировались в основном среди крестьян и мещан — никакого дворянского корня у фамилии нет, она «народная», прозвищная.

Любопытная деталь: в соседних славянских языках есть похожие корни. В польском «uśmiech» — улыбка, в чешском «úsměv» — то же самое. Но русская фамилия Улымов образована именно от глагольной формы, а не от существительного. Это отличает её от однокоренных Улыбиных или Улыбкиных — там в основе лежит имя или прозвище «Улыба».

Сегодня фамилия встречается в разных регионах, но заметных исторических личностей с ней нет — она осталась в ряду тех, что хранят память о характере далёкого предка.