Фамилия Зельфимя — редкая и нестандартная для русского языка. Её основа не имеет славянских корней, и образование по привычной модели «имя + суффикс» здесь не работает. Всё указывает на то, что перед нами фамилия-калька или транслитерация с тюркского или арабского языка, причём, скорее всего, женская.

Самый вероятный источник — арабское имя Зульфия (Zulfiya), которое в тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) означает «кудрявая», «обладающая локонами». В русской записи имя могло трансформироваться в Зельфимя через влияние диалектного произношения или ошибки писаря при оформлении документов: замена «у» на «е» (Зель- вместо Зуль-) и конечное «я» на «мя» — характерная черта адаптации арабо-тюркских женских имён в русской среде (сравните с фамилиями Айсымя, Гульсимя). Таким образом, фамилия Зельфимя, скорее всего, образована от женского имени без добавления суффикса, по так называемой «матронимической» модели: предок мог носить имя Зельфимя (Зульфия).

Менее вероятная, но возможная версия — связь с арабским словом «зильф» (локон, завиток) или «зельфа» (в значении «близкая, родная»). Но в ономастике такая прямая основа без имени встречается реже.

Географически фамилия тяготеет к регионам Поволжья и Урала, где исторически сильны татарские и башкирские общины. Встречается она крайне редко, что говорит о её локальном характере: возможно, это фамилия одной семьи или выходцев из одного села. Носители фамилии Зельфимя — потомки людей, чьё имя при крещении или в быту записали непривычно для русского уха, но именно эта особенность и сохранила фамилию в уникальном виде.