Фамилию Вестимов стоит разбирать с необычного суффикса. В ней нет привычного -ов (как в Иванов) или -ин (как в Пушкин). Суффикс -им- здесь указывает на притяжательное значение, но не от имени, а от прилагательного или прозвища. Такая модель встречается реже, она характерна для прозвищ, которые застыли в форме краткого прилагательного: «вестимый» — то есть «известный, знаменитый, ведомый». Основа фамилии — церковнославянское слово «вестимый» (от глагола «ведать» — знать). Человек, которого так прозвали, мог быть видным в своей округе, уважаемым или просто хорошо известным соседям. В некоторых говорах «вестимый» означало ещё и «опытный, сведущий».

По другой версии, корень может восходить к имени Вестим — гипотетической краткой форме от славянского имени Вестислав (сложенного из «весть» и «слава»). Но эта гипотеза слабее: в древнерусских источниках такое имя не зафиксировано, а прозвищная природа фамилии выглядит естественнее. Ономасиологи (например, Б. Унбегаун в своих работах) отмечают, что фамилии на -имый и -емый — редкий тип, образованный от причастий, и Вестимов вписывается в эту группу наряду с Любимовым или Живимовым.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России, где лучше сохранялись архаичные словоформы. Встречается в Вологодской, Костромской и Ярославской губерниях в переписях XIX века. Носители чаще были крестьянами или мещанами, но из-за малой распространённости фамилии сословной привязки нет. Единственное, что можно сказать с уверенностью: предок Вестимовых был человеком на виду — «вестимым» в своей среде.

В написании фамилия устойчива: варианты с одной «с» (Весимов) ошибочны и встречаются лишь в неграмотных записях. Ударение, судя по модели (ср. Любимов, Хвалимов), падает на второй слог — Вести́мов.