Фамилия Юльтимирова — редкий случай, когда основа не поддаётся однозначной славянской или тюркской этимологии без оговорок. Суффикс -ова указывает, что перед нами женская форма; мужской вариант — Юльтимиров. Фамилия образована по русской патронимической модели (принадлежность по отцу), но корень явно не славянского происхождения.

Самое правдоподобное объяснение — что в основе лежит арабское или персидское имя, адаптированное через тюркские языки. Разложить «Юльтимир» можно как соединение двух компонентов: «юль» (возможный вариант «юл» — «дорога, путь» в тюркских языках) и «тимир» (искажённое «темир» — «железо»). В таком случае имя означало бы «железная дорога» или «путь железа» — метафорическое прозвище, характерное для кочевых народов, где железо и путь были символами силы и судьбы. Однако это реконструкция: в реальных тюркских именах «Темир» встречается часто, а «Юл» — реже, и слияние двух полнозначных корней в одно имя нетипично.

Более вероятна версия, что «Юльтимир» — это искажённая передача арабского имени с элементом «аль-» (определённый артикль). Например, имя «Альтимир» или «Ультимир» могло возникнуть при слиянии артикля с корнем «амир» (повелитель) или «имам» (предводитель). При переходе через тюркскую речь «аль» могло превратиться в «юль», а «амир» — в «тимир» под влиянием местного произношения. Тогда изначальный смысл — «повелитель» или «предводитель», что логично для имени, которое давали сыну в знатных или уважаемых семьях.

Географически фамилия встречается в основном среди татар, башкир и народов Поволжья, а также в немногочисленных записях из северного Казахстана. Это подтверждает тюркско-мусульманский след. Сословно предки носителя фамилии скорее всего были крестьянами или ремесленниками, но с высокой вероятностью — из семьи, где имя давали с религиозным или символическим значением.

Единого мнения среди ономастов нет: словари Б. Унбегауна и В. Никонова такую фамилию не фиксируют, что говорит о её крайней редкости. Спор между версиями «тюркское сложное имя» и «арабское имя с искажением» решается в пользу второй: она проще объясняет необычный звуковой переход и лучше вписывается в традицию мусульманских имён у татар и башкир.