Фамилия Жалымова образована от мужской формы Жалымов, а та, в свою очередь, — от прозвища или личного имени Жалым. Словообразовательная модель проста: к основе Жалым- добавлен типичный русский патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («сын Жалыма»). Окончание -а в женском варианте фамилии — грамматический показатель рода, а не смысловая часть.

Корень «жалым» в русских говорах и тюркских языках имеет разные значения, и здесь возможны две основные версии. Первая и самая прямая: в южнорусских и украинских диалектах «жалым» или «жаль» — это жалость, сожаление, а также человек, вызывающий сочувствие. Прозвище Жалым могли дать кроткому, безобидному или чем-то обделённому человеку. Вторая версия отсылает к тюркским языкам, где «жалым» (или «жалын») означает «пламя», «огонь», «пыл». В этом случае прозвище могло характеризовать горячего, вспыльчивого человека. С учётом географии фамилии (она встречается у русских на юге России и у поволжских татар) обе версии имеют право на существование, но бытовая, диалектная версия от «жалости» кажется более вероятной для исконно русских носителей.

Фамилия не является распространённой. Она не попала в основные своды дворянских родов, что указывает на её крестьянское или мещанское происхождение. Скорее всего, предки носителей фамилии были людьми незнатными, и прозвище закрепилось за ними в среде сельской общины. Встречаются варианты написания с буквой «ы» после «ж»: Жалымов, что подтверждает твёрдое произношение корня, характерное для южнорусского наречия.

Интересно, что фамилия Жалымов не имеет однокоренных «конкурентов» с тем же суффиксом в русском языке (нет фамилий Жалымский или Жалымин). Это говорит о том, что прозвище было локальным и не породило множества словообразовательных вариантов. Если искать параллели по смыслу, то ближе всего будут фамилии Жалостин или Жалкин, но они образованы от других форм того же корня.