Фамилия Зимняков образована от мирского имени Зимняк, которое, в свою очередь, восходит к слову «зима». Имя Зимняк давали ребёнку, родившемуся в это время года. Такие имена-обереги были широко распространены в древнерусской традиции: считалось, что, назвав сына Зимняком, родители обеспечивают ему покровительство суровой, но щедрой стихии. С одной стороны, имя считалось хвалебным, подчёркивая крепость и выносливость, с другой — выполняло охранительную функцию, отводя от человека злые силы.

Суффикс -ов в фамилии указывает на принадлежность: Зимняков буквально означает «сын Зимняка». По словообразовательной модели это типичная русская фамилия, закрепившаяся в северных и центральных губерниях, где зима длится особенно долго и где прозвища по погодным условиям были особенно часты. В ономастических работах Б. Унбегауна и В. Никонова такие «календарные» антропонимы рассматриваются как одна из самых древних групп русских фамилий.

Интересно, что у фамилии есть и возможная профессиональная версия: в некоторых говорах «зимняком» называли человека, который занимался извозом или работал только в холодное время года, либо того, кто жил в зимовье — временном жилье в лесу. Однако основная, наиболее вероятная версия — прозвище по времени рождения. Альтернативная гипотеза о связи с диалектным «зимняк» в значении «морозный день» менее убедительна, так как в основе фамилии лежит именно личное имя, а не нарицательное слово.

Фамилия Зимняков встречается в документах XVII–XVIII веков, преимущественно среди крестьян и однодворцев южнорусских губерний. Встречаются и однокоренные фамилии: Зимняков, Зимнягин, Зимовин. Все они объединены общей зимней темой, но различаются суффиксами и региональными особенностями произношения.