Фамилия Зимянина образована от женского имени Зимяня — уменьшительной формы имени Зима. В старину Зимой, а также производными Зимка, Зимяня называли детей, родившихся в зимнее время. Имя было нецерковным, мирским, но вполне обычным для русских крестьян до XVII–XVIII веков, пока окончательно не закрепилась традиция давать только календарные имена.

Зимянина — фамилия на -ин, что указывает на происхождение от женской основы. В русской ономастике фамилии на -ин обычно образуются от слов женского рода или от имён женщин. Если бы предка звали Зимян (мужская форма), фамилия звучала бы как Зимянов. Здесь же исходное имя — Зимяня, поэтому потомки получили фамилию Зимянины. Такая модель характерна для северных и центральных регионов России, где в быту часто использовали уменьшительные формы имён.

Встречается фамилия преимущественно в Вологодской, Архангельской и Кировской областях, что косвенно подтверждает её связь с холодным временем года: в этих краях зима долгая, и имя Зима было особенно уместным. Есть и другая, менее вероятная версия: прозвище Зимяня мог получить человек с «холодным» характером или тот, кто родился в сильный мороз, но основное объяснение — именно по времени рождения.

Сравните с однокоренными фамилиями: Зимин, Зимов, Зимников, Зимятин. Все они восходят к той же основе — зима. Зимянина стоит в этом ряду особняком из-за суффикса -ян-, который придаёт имени ласкательный оттенок. В документах XVII века встречаются записи крестьян Зимяниных на Русском Севере, но массовое распространение фамилия получила позже, после отмены крепостного права, когда крестьянам окончательно закрепили фамилии.

Таким образом, предки носителя фамилии Зимянина — скорее всего, крестьяне или посадские люди из северных губерний, а сама фамилия буквально означает «принадлежащий Зимяне» и напоминает о простом обычае называть детей по времени года.