Фамилия Велимсон — редкий пример фамилии на -сон, которая не является ни классической еврейской (ашкеназской), ни типично скандинавской, хотя внешне напоминает и те, и другие. Её основа — имя или прозвище Велим, которое, в свою очередь, восходит к славянскому корню «вел-» (великий, большой). В древнерусском языке «Велим» могло быть сокращённой формой от имён вроде Велимир или Велислав — такие двусоставные имена были популярны в дохристианской и раннехристианской Руси. Суффикс -сон (буквально «сын») указывает на патроним: Велимсон — «сын Велима».

Главная особенность фамилии — сочетание славянской основы с нерусским патронимическим формантом. В русской традиции отчества и фамилии образовывали через суффиксы -ов/-ев или -ин (Велимов, Велимин). Форма на -сон могла появиться двумя путями. Первый: фамилию могли получить в Прибалтике или на западных территориях Российской империи (современные Латвия, Эстония, Литва), где под влиянием немецкой и шведской административной культуры патронимы оформляли именно так. Второй: это русифицированная версия немецкой или еврейской фамилии, где исходным было имя Вельм (от Wilhelm) или Велвел, а при записи в российских документах её «подогнали» под славянское звучание.

Географически фамилия встречается крайне редко. По дореволюционным данным, единичные носители фиксировались в Витебской и Могилёвской губерниях — как раз на стыке славянских и балтийских земель. Сословная принадлежность, скорее всего, мещанская или крестьянская: фамилии на -сон в этой среде часто давали по отцу без привязки к дворянству. В словарях Унбегауна или Никонова эта фамилия не упоминается — она слишком редка для масштабных обобщений.

Спорных версий здесь немного. Иногда Велимсон пытаются возвести к тюркскому «вели» (святой) или к финно-угорским корням, но это натяжка: фонетика и география бытования указывают именно на восточнославянскую или балто-славянскую среду. Правдоподобнее всего считать, что предок носителя получил прозвище Велим за высокий рост или важный облик, а его сына уже записали как Велимсона — по отцу, но в непривычной для центральной России форме.