Фамилия Зимнюков — один из тех случаев, когда корень слова на первый взгляд кажется прозрачным, но при ближайшем рассмотрении открывает неожиданные варианты. В основе лежит «зима» — время года, холод. Однако прямой связи с зимним временем рождения у этой фамилии, скорее всего, нет. В русском языке слово «зимник» имело несколько значений: так называли человека, родившегося зимой, но чаще — дорогу, проложенную по льду или снегу, а также работника, который занимался зимним извозом или заготовкой льда. В северных и сибирских говорах «зимняком» могли называть крестьянина, уходившего на зимние промыслы (охоту, рубку леса), или того, кто жил в зимовье — временном жилье в лесу. Прозвище Зимняк или Зимнюк давали либо человеку, родившемуся в холодное время, либо тому, чья работа была связана с зимними условиями: ямщику, лесозаготовителю, охотнику-промысловику.

Суффикс «-юк» в основе (Зимнюк) характерен для западнорусских, украинских и белорусских фамилий, особенно на территории Смоленщины, Брянщины, а также юга России. Он указывал на принадлежность к роду или на прозвище отца. Притяжательный суффикс «-ов» (Зимнюков) уже оформил фамилию в русском патронимическом ключе: «чей?» — Зимнюков, то есть сын Зимнюка. Таким образом, предок носителя фамилии был известен под прозвищем Зимнюк или Зимняк, которое затем закрепилось за его потомками.

Менее вероятная, но не исключённая версия — связь с нецерковным именем Зима. В древнерусской традиции имена по природным явлениям (Мороз, Весна, Зима) давали детям, родившимся в соответствующую пору, или как оберег от холода. В этом случае Зимнюков — вариант фамилии от имени Зима с уменьшительным суффиксом «-нюк». Однако прозвищная версия через профессию или образ жизни встречается в источниках чаще: в документах XVII–XVIII веков встречаются крестьяне и посадские люди с фамилиями Зимников, Зимняков, Зимнюков на Русском Севере, в Поморье и в Сибири, где зимние промыслы были основой выживания.

Фамилия сравнительно редкая. Её носители сосредоточены в основном в центральных и северных регионах России, а также на Алтае, куда переселенцы принесли прозвище в XIX веке. Социально предки Зимнюковых, скорее всего, относились к крестьянскому сословию или к служилым людям «по прибору» (ямщики, казаки), чья жизнь была неразрывно связана с зимними дорогами и промыслами.