Фамилия Зимокосова — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти не изменилось за века. Она женская по форме (в мужском варианте — Зимокосов) и образована от прозвища Зимокос через стандартный патронимический суффикс -ов. Такая модель типична для русских фамилий, сложившихся в XV–XVII веках: сначала человека называли по характерному признаку или занятию (Зимокос), а потом это прозвище закрепилось за его детьми как фамилия.

Основа «зимокос» составная: «зима» и «косить». Прямое значение — «тот, кто косит зимой». Зимний покос — дело необычное, ведь траву обычно заготавливают летом. Вероятно, так прозвали человека, который занимался заготовкой сена в несезон: возможно, косил осоку на замёрзших болотах (такая трава шла на подстилку скоту) или рубил зимой ветки на корм (так называемый «веточный корм»). В северных и сибирских регионах, где лето коротко, а сена не хватало, зимняя заготовка кормов была вынужденной мерой, и человек, на это способный, получал меткое прозвище.

Есть и другая, менее правдоподобная версия: от слова «зимокос» в значении «мороз, который косит (губит) озимые». В этом случае прозвище могли дать крестьянину, у которого вымерзли посевы, или, в переносном смысле, человеку с «холодным» характером. Но большинство русских фамилий на -косов (Косов, Косоруков, Сенокосов) связаны с действием «косить», а не с природным явлением.

Географически фамилия Зимокосова тяготеет к Волго-Вятскому региону и Поволжью. По данным открытых архивов, в XIX веке носители фамилии жили в Казанской, Вятской и Симбирской губерниях — как раз в тех местах, где суровые зимы и короткое лето делали зимний покос реальной необходимостью. Сословно это были в основном государственные крестьяне, реже — мещане.

Особенность фамилии — её прозрачная внутренняя форма. В отличие от многих фамилий, где корень затемнён (например, Смирнов от «смирный»), здесь значение лежит на поверхности. Это редкий случай, когда прозвище сохранилось почти без фонетических изменений: Зимокос — человек, который косит зимой. Такая ясность позволяет с большой уверенностью говорить о ремесле или бытовой особенности предка, а не гадать по нескольким гипотезам.