Фамилия Зимов на первый взгляд кажется прозрачной, но за ней стоит не один возможный путь возникновения. Самая простая и лежащая на поверхности версия — прозвище по времени года. Если младенец рождался зимой, в крестьянском быту его могли запросто назвать Зимой, а его дети уже становились Зимовыми. Однако более правдоподобна другая гипотеза, которую поддерживают ономасты: Зимов произошёл от старинного нецерковного имени Зима. Такие «календарные» имена (Лето, Весна, Зима) были распространены на Руси до XVII века, их давали не столько по погоде, сколько по традиции называть детей в честь природных явлений, чтобы защитить от злых сил или просто для красоты.

Словообразовательная модель фамилии классическая: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), то есть Зимов — это «сын Зимы». Интересно, что фамилия могла закрепиться и за человеком, который зимой занимался особым промыслом — например, охотой или извозом по санному пути. В северных и сибирских говорах «зимовать» означало оставаться на зимовку, и такое прозвище могли дать пришлому человеку, который осел в деревне на зиму, а потом и остался насовсем.

Встречается фамилия Зимов не повсеместно, а с заметным перевесом в регионах с суровым климатом — в Вологодской, Архангельской, Кировской областях, а также в Сибири. Это косвенно подтверждает, что в основе могла лежать не только «зима» как время года, но и род занятий или место жительства. В старых документах встречаются варианты: Зимов, Зимово, Зимовский — последняя форма указывает на происхождение от названия населённого пункта (например, деревня Зимово).

Отдельно стоит сказать, что фамилия Зимов не имеет никакого отношения к слову «зимовий» (военный лагерь) — это разные корни. А вот с однокоренными фамилиями Зимин, Зимников, Зимовец она состоит в прямом «родстве»: все они образованы от одного и того же имени-прозвища Зима, просто разными суффиксами.