Фамилия Зимдиханова — редкий случай, когда исходное имя почти полностью сохранилось в неизменном виде, а фамильный суффикс лишь скрепил его с родом. Основа здесь — мужское личное имя Зимдихан. Оно составное, тюркско-персидского происхождения: первая часть «зимд» (или «зим»), скорее всего, восходит к диалектному варианту арабского «зимн» — «внутренний, сокровенный», либо к тюркскому «зим» — «время, пора». Вторая часть — «хан» (тюрк. «владыка, правитель»). Таким образом, имя Зимдихан могло означать «внутренний владыка» или, по другой версии, «хан времени» — титул, подчеркивающий не столько реальную власть, сколько уважение и высокий статус в роду.

Фамилия образована по русской модели: к основе Зимдихан добавили патронимический суффикс -ов, а затем женское окончание -а. В русской традиции фамилии на -ов/-ев указывают на принадлежность к конкретному предку: Зимдиханова — «дочь (или жена) Зимдихана». Мужской вариант — Зимдиханов. Такая модель типична для фамилий, которые складывались у народов Поволжья, Северного Кавказа и Средней Азии после вхождения в состав Российской империи, когда местные имена начали оформлять по общерусскому образцу.

Само имя Зимдихан встречается в основном у тюркоязычных народов, особенно у татар и башкир, реже — у народов Дагестана. Это указывает на вероятные корни носителей фамилии: предки Зимдихановых могли быть из волго-уральского региона или из северокавказских тюркских общин. Сословно фамилия не привязана к дворянству или духовенству — скорее всего, её носили крестьяне или ремесленники, взявшие фамилию по имени отца при переписях XIX — начала XX века.

В написании фамилии есть особенность: ударение, скорее всего, падает на предпоследний слог — Зимдиха́нова, хотя в устной речи возможны варианты. Редкость фамилии делает её хорошим маркером для генеалогического поиска: если человек с фамилией Зимдиханова встречается в архивных записях, это почти наверняка указывает на конкретную родовую ветвь, а не на массовое распространение.