Фамилия Зимонин образована от имени Зимоня. В старину на Руси родившегося зимой ребенка нередко называли просто по времени года: Зима, Зимоня, Зимка. Это мирское, нецерковное имя выполняло двойную роль. С одной стороны, считалось хвалебным — подчеркивало крепость и суровость, которые приписывали зимней поре. С другой — служило «охранительным» именем: считалось, что если назвать ребенка обыденно, злые силы не обратят на него внимания.

Модель образования фамилии простая: к основе Зимоня добавили типичный русский суффикс принадлежности -ин. В итоге Зимонин — «сын Зимони». По такой же схеме появились десятки фамилий от нецерковных имен: Вешняков (от «вешний» — весенний), Осенин, Летнин.

Существует и другая версия, менее распространенная. Она возводит фамилию к немецкому имени Зимон, восходящему к древнееврейскому «Шимон» (русский аналог — Семён). В этом случае корень означает «внимающий», «слушающий». Однако для русской почвы эта гипотеза выглядит натянутой: в крестьянской среде, где фамилия и сложилась, имя Зимон в документах почти не встречается, а вот обычай называть детей по сезону рождения — повсеместное явление.

Географически фамилия Зимонин тяготеет к северным и центральным областям России — там, где зима длится по полгода и её образ прочно вошел в быт. Сравните с однокоренными Зимин, Зимов, Зимников — все они вышли из той же народной традиции.