Фамилия Зимарина — типичная «материнская» фамилия, образованная от женского прозвища или мирского имени Зимаря. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Зимарина буквально значит «дочь (или жена) Зимари». Такая модель чаще встречается в северных и центральных областях России, где фамилии на -ин столь же распространены, как на -ов на юге.

В основе лежит нецерковное имя Зимаря, которое восходит к слову «зима». В древнерусской традиции детей часто называли по времени года. Зимой рождённого мальчика могли назвать Зимой или Зимарем, а девочку — Зимой или Зимарой. Имя выполняло две функции: с одной стороны, считалось хвалебным, так как зима ассоциировалась с силой и закалкой, с другой — «охранительным». По народным верованиям, имя-оберег отгоняло злых духов: кому придёт в голову вредить человеку, названному в честь суровой поры?

Редкий суффикс -ар- в основе (Зимаря) выделяет эту фамилию среди однокоренных. Сравните: Зимин, Зимов, Зимников — все они образованы от тех же корней, но по-другому. Форма Зимаря могла возникнуть в говорах, где -ар- служило уменьшительным или прозвищным суффиксом (ср. Гуляря, Косаря). Встречается фамилия в основном в Поволжье и на Урале — регионах, куда активно переселялись крестьяне из центральной России в XVII–XIX веках.

Сословная принадлежность Зимариных, скорее всего, крестьянская или мещанская. В дореволюционных метрических книгах фамилия фиксируется в среде государственных крестьян, реже — у однодворцев. Дворянских родов с такой фамилией не известно.

В современном написании фамилия Зимарина склоняется как обычное притяжательное прилагательное: Зимариной, Зимарину. Ударение, по разговорной норме, падает на второй слог — Зима́рина, хотя в некоторых диалектах возможно ударение на последний слог.