Фамилия Зимнухова образована от мужского прозвища или нецерковного имени Зимнух. В основе лежит слово «зима»: так могли назвать ребёнка, родившегося в холодное время года. В древнерусской традиции подобные «календарные» имена (Зима, Мороз, Вешняк) были распространены — они не имели отношения к крестильному имени, а служили мирским прозвищем.

У имени Зимнух двойной смысл. С одной стороны, рождение зимой считалось добрым знаком: дитя обещало быть крепким и закалённым, как сама зима. С другой — имя могло играть роль оберега: считалось, что «зимнее» имя отпугнёт от ребёнка злые силы, которые якобы не трогают того, кто и так связан с суровой стихией.

Разберём словообразовательную модель. Суффикс -ух- в русских прозвищах и фамилиях встречается нечасто. Он придаёт основе просторечный, даже фамильярный оттенок (сравните: Зимнух, Левшуха, Грязнуха). В фамилии Зимнухова суффикс -ов- указывает на принадлежность: буквально «из рода Зимнуха». То есть фамилия — типичное русское отчество второго порядка.

В документах фамилия встречается редко, что говорит о её локальном бытовании. Вероятнее всего, она закрепилась в северных или центральных губерниях России, где зима длится дольше и имя-оберег было особенно уместно. В сословном плане предки Зимнуховых, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми: такие «домашние» прозвища редко переходили в дворянские фамилии.

У фамилии есть однокоренные «родственники»: Зимин, Зимов, Зимников. Но Зимнухова стоит особняком из-за редкого суффикса. Если Зимин — прямое отчество от имени Зима, то Зимнухова прошла дополнительную ступень: сначала уменьшительно-прозвищную форму, а уже потом — фамильное окончание. Это делает её более «народной» по звучанию.

В современной России фамилия Зимнухова встречается единично, преимущественно в Поволжье и на Урале. Вариант с окончанием -а указывает на женскую форму, но мужской вариант — Зимнухов — столь же редок.