Фамилия Зимин — одна из тех, что образована от мирского имени, а не от крестильного. Её основа — древнерусское нецерковное имя Зима, которое до крещения Руси давали ребёнку по обстоятельствам рождения. Вполне вероятно, что Зимой называли младенца, появившегося на свет в зимнее время. Но смысл имени мог быть глубже: в языческих представлениях славян зима олицетворялась как красная девица, дарящая людям весёлые праздники — Рождество, Новый год, Крещение. Поэтому имя Зима могли дать и с пожеланием счастья, светлой доли.

Суффикс -ин в фамилии Зимин указывает на принадлежность: «чей?» — Зимин, то есть сын Зимы. Это типичная модель для русских фамилий, образованных от имён, прозвищ или профессий, оканчивающихся на -а или -я.

С географией фамилии связана интересная легенда. Один из Зиминых из Камышинского уезда в Нижнем Поволжье передал историю, услышанную от своего 107-летнего деда. Согласно преданию, после поражения Степана Разина семеро спасшихся поднялись с Волги по реке Камышенке в реку Иловлю, оттуда пешком добрались до местечка Гуселка, поселились на берегу пруда и обзавелись семьями. От них, по семейному преданию, и пошли Зимины.

В историю России вошёл купеческий род Зиминых. Его основал крестьянин деревни Зуево Московской губернии Богородского уезда Семён Григорьевич Зимин (1760–1840). В конце XVIII века он завёл небольшое шелкоткацкое ручное заведение, где с ним работали три его сына: Никита, Иван и Куприян. В 1884 году сын Никиты, Иван Никитич Зимин, создал «Товарищество Зуевской мануфактуры И.Н. Зимина». Дело успешно продолжали его сыновья. Один из них, Сергей Иванович Зимин (1875–1942), стал выдающимся русским театральным деятелем и меценатом — он основал частный театр «Опера С.И. Зимина».

Среди известных носителей фамилии — Георгий Васильевич Зимин (1912–1997), советский военачальник, маршал авиации, Герой Советского Союза; Александр Александрович Зимин (1920–1980), российский историк; Михаил Николаевич Зимин (1930–1991), актёр театра и кино, народный артист СССР.