Фамилия Урастимиров — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. В ней нет привычного для русских фамилий корня, связанного с именем, профессией или внешностью. Всё внимание приковывает основа «Урастимир», которая выглядит как полное личное имя.

Скорее всего, перед нами фамилия тюркского или иранского происхождения, образованная от сложного имени. Первая часть «Урас» может восходить к тюркскому «урас» — «бой», «сражение» (ср. тат. ураш — «битва»). Вторая часть «тимир» — это общеизвестное тюркское «тимер» (железо), которое в русском языке часто записывалось как «тимир» или «темир». Таким образом, имя Урастимир могло означать «железо битвы» или «боевое железо» — типичное для кочевых народов имя-пожелание воинской крепости. Суффикс -ов присоединился к полной форме имени по русской модели, что указывает на обрусение носителей или оформление фамилии в официальных документах уже в XIX–XX веках.

Географически фамилия могла закрепиться в среде татар, башкир или народов Кавказа, где были распространены подобные двусоставные имена. Встречаются варианты написания с одной «с» (Урастимиров) или с «и» после «т» (Урастимиров), что связано с особенностями записи тюркских звуков кириллицей. В дореволюционных метрических книгах фамилия могла фиксироваться как Урастемиров или Урастимеров.

Редкость фамилии объясняется тем, что имя Урастимир не вошло в широкий обиход даже в тюркской среде — это скорее локальное или даже единичное образование. В отличие от фамилий от распространённых имён (Темиров, Тимиров), Урастимиров сохраняет уникальную двухкорневую конструкцию. Носители этой фамилии, вероятно, происходят из одного рода, где имя основателя было записано именно в такой форме, а затем закрепилось как фамильное.

Других версий, например, от славянского корня «ураст» (как «урасти» — вырасти), не существует: это ложная этимология. Фамилия однозначно указывает на иноязычное, скорее всего, тюркское происхождение предка, носившего имя с пожеланием твёрдости и воинской доблести.