Фамилия Зимина образована от мирского имени Зима. До крещения Руси у славян было принято давать детям имена, связанные с обстоятельствами их появления на свет. Ребенка, родившегося в зимние месяцы, могли назвать Зимой — прямо и без затей. Но за этой простотой стоит и языческий подтекст: зима в народном сознании олицетворялась в образе красной девицы, дарящей людям светлые праздники — Рождество, Новый год, Крещение. Называя сына Зимой, родители могли вкладывать в имя пожелание счастья и благополучия.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Зимин — «сын Зимы» или «человек из рода Зимы». Такая модель типична для русских фамилий, образованных от имен и прозвищ, оканчивающихся на -а/-я.

Среди Зиминых встречаются разные ветви, и одна из них ведет свой род от участников разинского восстания. Исследователь из Камышинского уезда Нижнего Поволжья записал предание, которое ему рассказал 107-летний дед: 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 преданию, и пошли Зимины.

Гораздо больше известно о купеческом роде Зиминых. Его основатель — крестьянин деревни Зуево Богородского уезда Московской губернии Семен Григорьевич Зимин (1760–1840). В конце XVIII века он завел небольшое шелкоткацкое ручное заведение, где работал вместе с тремя сыновьями: Никитой, Иваном и Куприяном. В 1884 году внук Семена, Иван Никитич Зимин, создал «Товарищество Зуевской мануфактуры И. Зимина». Дело оказалось успешным, его продолжили сыновья. Один из них, Сергей Иванович Зимин (1875–1942), стал выдающимся театральным деятелем и меценатом, основав частный театр «Опера С. Зимина».

Из известных носителей фамилии — маршал авиации, Герой Советского Союза Георгий Васильевич Зимин (1912–1997), историк Александр Александрович Зимин (1920–1980) и актер, народный артист СССР Михаил Николаевич Зимин (1930–1991).