Фамилия Зимбицкий — это фонетический вариант фамилии Зембицкий. В польском языке «z» перед мягкими согласными могло произноситься как «ź», что на письме передавалось буквой «z», а в русской записи превратилось в «и»: так «Ziębicki» стало Зимбицким.

В основе фамилии лежит польское прозвище Zięba — «зяблик». Птичье прозвище могли дать человеку за внешнее сходство (например, за пёструю одежду или подвижность) или за манеру поведения (певучесть, суетливость). Прямых свидетельств, что предок Зимбицких был птицеловом или торговал зябликами, нет, но исключать такой вариант тоже нельзя.

Суффикс -цкий (-ski) — один из главных маркеров польской фамильной системы. В Речи Посполитой такие фамилии сначала носили шляхтичи по названию имения (Зембице, Зембицы), но к XVIII–XIX векам модель распространилась на все сословия. Поэтому Зимбицкий мог быть и потомственным дворянином, и крестьянином, который взял фамилию по прозвищу или по месту жительства.

Форма Зимбицкий вместо Зембицкий закрепилась, скорее всего, уже в русской письменной традиции: при записи фамилии на слух польское «Ziębicki» осмыслялось как «Зимбицкий» (с твёрдым «з» и «и» в первом слоге). Встречаются и другие варианты написания: Зембицкий, Зенбицкий, Зимницкий — последний мог смешаться с фамилией от названия города Зимница.