Фамилия Зименин образована от нецерковного имени Зименя (или Зимненя), которое напрямую связано со словом «зима». В древнерусской традиции такое имя давали ребёнку, родившемуся в зимние месяцы, — это одна из самых прозрачных и распространённых причин для появления подобных прозвищ. Однако у имени Зименя была и вторая, менее очевидная функция: «охранительная». Считалось, что имя, означающее холод и суровость, отпугнёт от младенца злые силы, которые якобы не заинтересуются «зимним» человеком. Поэтому Зименя могло быть одновременно и хвалебным (подчёркивало крепость, выносливость), и обережным.

Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: Зименин — это «сын Зимени» или «человек из рода Зимени». Такая модель типична для русских фамилий, образованных от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а или -я. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще встречаются в южных и восточных регионах, -ин характерен для северных и центральных областей России. Это даёт косвенную подсказку: предки носителей фамилии Зименин могли жить, например, в новгородских или владимирских землях.

Стоит заметить, что в старых документах встречаются варианты написания с двойной «н» — Зименин и Зимненя. Это не ошибка, а следствие того, что в говорах имя произносили по-разному: где-то «Зимня» (от «зимний»), где-то «Зименя». Со временем форма с одной «н» закрепилась как основная. Если сравнить Зименина с однокоренными фамилиями — Зимин, Зимников, Зимовец, — то Зименин стоит особняком: он не от названия месяца или времени года, а от конкретного личного имени, что делает его более древним по происхождению, чем, скажем, фамилия Зимин, которая могла возникнуть позже из прозвища «Зима».