Фамилия Зименкина — женская форма фамилии Зименкин. Чтобы понять её происхождение, нужно разобрать мужской вариант. В основе фамилии лежит прозвище или мирское имя Зименка. Это уменьшительная форма от слова «зима» с помощью суффикса -енк(а), который в русских говорах, особенно южных и западных, часто придавал слову ласкательный или уменьшительный оттенок. Таким образом, Зименка — это «маленькая зима» или человек, чем-то напоминающий зиму.

Самая прямая версия связывает фамилию с именем, которое давали ребёнку, родившемуся в зимнее время. В дохристианской и даже после принятия христианства на Руси были распространены «календарные» имена по временам года: Вешняк (рождённый весной), Летник, Осенин, Зима. Зименка — ласкательный вариант от Зима. Такие имена не были редкостью в крестьянской среде вплоть до XVII–XVIII веков, а фамилии на их основе закрепились позже.

Суффикс -ин в фамилии Зименкин указывает на принадлежность: «чей сын?» — Зименкин, то есть сын Зименки. Это типичная модель образования русских фамилий от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а/-я. Географически фамилия встречается в центральных и южных регионах России, особенно в Тамбовской, Воронежской и Рязанской областях, что косвенно подтверждает её связь с южнорусскими говорами, где суффикс -енк(а) был особенно активен.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с профессией или местом жительства. В некоторых говорах «зименкой» могли называть холодное помещение, ледник, или даже человека, который торговал льдом или снегом (зимой). Однако эта версия слабее, так как для прозвища по роду занятий чаще использовали суффиксы -ник или -щик. Поэтому основная версия — прозвище по времени рождения — остаётся самой обоснованной и подтверждается данными словарей русских фамилий, в частности работами Б. Унбегауна, который отмечал частотность «природных» имён в основе фамилий.