Фамилия Владимиром — редкий случай, когда перед нами не патроним (фамилия от имени), а застывшая форма творительного падежа. Если подавляющее большинство русских фамилий образовано притяжательными суффиксами -ов/-ев или -ин («чей?» — Владимиров, Владимиров), то здесь мы видим ответ на вопрос «кем?» — Владимиром. Такая модель встречается у фамилий, произошедших от прозвищ, которые когда-то были частью оборота «прозван (таким-то)» или «назван (кем-то)». То есть предка могли прозвать «Владимиром» — не по имени, а по сходству с кем-то известным, по роли в общине или по иронии.

Исходное слово — каноническое крестильное имя Владимир, которое на Руси после крещения стало княжеским, а позже и простонародным. Но фамилия в форме творительного падежа указывает, что прозвище было дано не по отцу, а по самому человеку: «Иван, прозванный Владимиром». Это мог быть, например, человек, который в деревне исполнял роль распорядителя или отличался властным характером — в шутку его называли княжеским именем. Со временем форма закрепилась в документах: «Иван Владимиром» — и потомки унаследовали эту запись как фамилию.

Географически фамилия Владимиром встречается крайне редко, преимущественно в северных и центральных областях России, где в XVII–XVIII веках переписчики фиксировали прозвища именно в падежной форме, не переделывая их в стандартные патронимы. В отличие от массовых Владимировых, носители этой фамилии — скорее всего, потомки одной локальной семьи, чьё прозвище успело закрепиться в документах до того, как унифицировали фамильные окончания.

С точки зрения словообразования, это архаичная модель, близкая к фамилиям типа «Третьяком» или «Шестаком» — от порядковых числительных в творительном падеже. Она говорит о том, что предок был не просто сыном Владимира, а самим «Владимиром» в глазах окружающих. Такие фамилии — живые свидетельства того, как имя превращалось в прозвище, а прозвище — в наследственное имя рода.