Фамилия Юлтимерова — женская форма фамилии Юлтимеров, и чтобы понять её происхождение, нужно разобрать мужской вариант. Это составная фамилия тюркского происхождения, характерная для башкир и татар. Её основа — сложное имя Юлтимер, которое в прошлом было распространённым личным именем.

Имя Юлтимер образовано от двух тюркских корней. Первый — «юл» (в разных диалектах «йул», «юл»), что значит «дорога», «путь». Второй — «тимер» («тимер», «темир»), то есть «железо». Дословно имя переводится как «железо дороги» или «путевое железо». В тюркской ономастике такие имена с компонентом «тимер» были очень популярны: они служили оберегами, символизировали крепость, твёрдость и несгибаемость. Считалось, что имя даёт ребёнку защиту, делая его «крепким, как железо». Добавление «юл» могло означать пожелание счастливой дороги в жизни или указывать на то, что ребёнок родился в пути.

Фамилия образована по стандартной для тюркских народов модели: к имени Юлтимер добавили русский патронимический суффикс -ов (в женском варианте -ова). Это произошло в XIX–XX веках, когда при документальном оформлении фамилий у башкир и татар к личным именам стали массово добавлять русские окончания. Таким образом, Юлтимеров — буквально «сын Юлтимера», а Юлтимерова — «дочь/жена Юлтимера».

Географически фамилия чаще всего встречается в Башкортостане и в соседних регионах с татаро-башкирским населением (Оренбургская, Челябинская области, Татарстан). Носители фамилии — потомки человека по имени Юлтимер, который, скорее всего, жил в этих краях. Других версий происхождения (например, от прозвища или профессии) у этой фамилии нет — она однозначно восходит к личному имени.