Фамилия Валимов — типичный пример фамилии, образованной по тюркской модели с помощью русского патронимического суффикса. Её основа — тюркское имя Валим, которое происходит от арабского «вали» — «святой», «близкий к Богу», «покровитель». В исламской традиции это слово входит в число имён Аллаха и часто используется как компонент личных имён (например, Валиулла, Валиахмет). Имя Валим — одна из кратких или адаптированных на русской почве форм таких имён.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: Валимов буквально значит «сын Валима» или «потомок Валима». Модель «тюркское имя + русский суффикс» была массовой в XVI–XIX веках, когда татары, башкиры и другие народы Поволжья и Урала получали фамилии при переходе в христианство или при переписях. Поэтому Валимовы — почти наверняка выходцы из татарской или башкирской среды, принявшие православие либо сохранившие фамилию как родовое имя.

Встречается и другая, менее вероятная версия: связь с русским диалектным глаголом «валить» (в значении «идти толпой», «наступать»). Но она не выдерживает критики — суффикс -им в основе не характерен для русских прозвищ, а фамилии на -имов (вроде Валимов, Салимов) почти всегда указывают на тюркское происхождение.

Географически фамилия распространена в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях, а также среди татарской диаспоры в других регионах России. Встречается и у русских, но в таких случаях это, скорее всего, результат смешанных браков или обрусения татарских родов.

С исторической точки зрения Валимовы — потомки людей, носивших имя Валим. Среди них могли быть и муллы, и крестьяне, и торговцы. Фамилия не указывает на конкретное сословие, но её географическая привязка к зонам расселения татар-мишарей и тептярей позволяет предположить, что предки могли быть служилыми татарами или государственными крестьянами.