Фамилия Валымов — одна из тех, что ставит исследователя перед выбором между несколькими версиями, и ни одна из них не лежит на поверхности. В отличие от фамилий на -ов, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), здесь основа неочевидна. Разберём словообразовательную модель: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), то есть предка звали Валым. А вот откуда взялось это прозвище или имя — главный вопрос.

Наиболее вероятная версия связывает фамилию с диалектным словом «валым». В северных и сибирских говорах «валым» означало «медлительный, неповоротливый человек» или, напротив, «вальяжный, степенный». Корень тот же, что у глагола «валить» — в смысле «идти вразвалку, грузно». Прозвище Валым могли дать человеку с характерной походкой или спокойным, невозмутимым нравом. Эта версия правдоподобна ещё и потому, что фамилия встречается в основном в регионах Русского Севера и Урала (например, в Вологодской и Кировской областях), где такая лексика была в ходу.

Менее распространённая, но тоже возможная гипотеза — происхождение от тюркского имени Валим (араб. «друг, близкий»), которое через татарское или башкирское влияние могло попасть в русскую среду. Однако для фамилии Валымов, в отличие от, скажем, Валеев, это скорее исключение: фиксаций фамилии в татарской среде почти нет, а география её бытования — исконно русские области.

Интересная деталь: фамилия Валымов могла возникнуть и как вариант написания более известной фамилии Валимов. В русских переписных книгах XVII–XVIII веков нередко путали буквы «и» и «ы» из-за особенностей произношения в северных говорах (так называемое «ыканье»). Если предка звали Валим (от имени Валим, сокращённой формы от Валентин или Валерьян), то в документах его могли записать как Валым. Следовательно, часть носителей фамилии Валымов может быть родственна Валимовым, утратившим «и» в написании.

Таким образом, перед нами фамилия с ясной «географической» привязкой к северу России. Предок, скорее всего, был крестьянином или посадским человеком, получившим прозвище за свою манеру поведения — медлительный, основательный, «валым». Второй вариант — потомок человека, чьё имя при записи исказили писцы. Точнее сказать, не изучив конкретную родословную, сложно, но оба пути ведут в русскую деревню XVI–XVII веков.