Фамилия Валиматова — женская форма от Валиматов, и её разумнее всего рассматривать вместе с исходной мужской. Ухо сразу цепляется за необычное сочетание «мат» в середине, но корень здесь не русский, а тюркский или арабский, прошедший через татарскую или башкирскую языковую среду. Основа фамилии — мужское имя Валимат, которое в свою очередь образовано от арабского «вали» (святой, покровитель, близкий к Аллаху) с добавлением компонента «мат». В тюркских языках «мат» может быть сокращением от «мухаммад» или частью составных имен, означающих «восхваляемый», «прославленный». Таким образом, Валимат можно перевести как «святой и прославленный» или «близкий к Богу Мухаммад».

Модель образования простая: к основе Валимат прибавили русский патронимический суффикс -ов, который у тюркских народов Поволжья и Приуралья стал стандартным способом русификации фамилий в XIX — начале XX века. Суффикс -а у женской формы указывает на принадлежность роду: «дочь или жена Валимата». Носители фамилии — почти наверняка потомки татар, башкир или других тюркоязычных мусульман, чьи предки получили фамилию при переписях или после крещения, если речь о кряшенах.

Географически фамилия тяготеет к регионам с компактным проживанием татар и башкир: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская, Челябинская области. Встречаемость невысокая — это не массовая фамилия вроде Абдуллина или Хасанова, а скорее локальная, что делает её ценной для генеалогического поиска: круг возможных предков сужается до конкретных сел и родов. Сословно предки Валиматовых, скорее всего, были государственными или ясачными крестьянами (не крепостными), реже — служилыми татарами или торговцами.

В написании путаницы нет: ударение, по законам татарского произношения, падает на последний слог — ВалиматОва, хотя в русской бытовой речи иногда смещается на второй. Встречаются единичные варианты с одной «т» (Валимова), но это уже другая фамилия с иной этимологией — от имени Валим (сокращение от Валимухаммад).