Фамилия Зимнухов образована от мирского имени Зимнух. Такие имена, не связанные с крестильными, в русской традиции давали по разным житейским поводам. Основа здесь — слово «зима», а суффикс -ух типичен для древнерусских прозвищных форм (сравните: Грязнуха, Толстуха). Зимнухом чаще всего называли ребёнка, родившегося в зимние месяцы. С одной стороны, имя могло считаться хвалебным, подчёркивая крепость и здоровье, которые ассоциировались с морозом. С другой — играло роль «охранительного» оберега: считалось, что имя, связанное с холодом, отпугнёт от младенца злые силы.

Сама фамилия построена по простой и распространённой модели: к основе Зимнух добавили типичный русский суффикс принадлежности -ов. В итоге Зимнухов буквально означало «сын Зимнуха» или «из семьи Зимнуха». Такая модель образования фамилий преобладала в центральных и северных регионах России, поэтому географически фамилия Зимнухов скорее всего зародилась именно там. Примечательно, что однокоренные фамилии — Зимин, Зимов, Зимников — встречаются чаще, а Зимнухов остаётся редкой, что указывает на неширокое бытование исходного прозвища. В ономастических словарях эта фамилия не фиксируется как массовая, что делает её особенно ценной для локальной истории семьи.