Фамилия Тахтомышева — редкий случай, когда тюркское происхождение почти не вызывает споров у этимологов, но точное значение корня остаётся предметом догадок. Основа фамилии — мужское личное имя или прозвище Тахтомыш, которое встречается в татарской и башкирской среде. Суффикс -ев (женская форма -ева) указывает на стандартную русскую модель образования от отчества: Тахтомышев — сын Тахтомыша.

Само имя Тахтомыш состоит из двух частей. Первая часть — «тахт» (трон, престол, власть в тюркских языках, слово арабского происхождения). Вторая часть — «мыш» (суффикс, образующий причастия или имена действия, сравните с «кирмыш» — вошедший, «тукмыш» — сытый). Таким образом, Тахтомыш буквально означает «восседающий на троне», «обладающий властью» или «царствующий». Это не ремесленное прозвище, а скорее пожелание или титульное имя, которое давали ребёнку в надежде на высокое положение, либо прозвище, закрепившееся за человеком властным или гордым.

В отличие от многих фамилий на -ев, образованных от крестильных имён, Тахтомышева не имеет славянского календарного корня. Это указывает на то, что предки носительницы фамилии, скорее всего, были крещёными татарами, башкирами или представителями других тюркских народов Поволжья и Урала, которые перешли в православие и получили фамилию по имени отца. Фамилия фиксируется в основном в регионах с компактным проживанием татар — в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях, а также среди потомков татарской диаспоры в Средней Азии.

Интересная деталь: вариант написания с «ы» (Тахтомышева, а не Тахтомишева) сохраняет твёрдое произношение второго слога, что характерно для некоторых диалектов татарского языка. Встречаются однокоренные фамилии Тахтамышев, Тахтамыш — они образованы от того же имени, но с другим диалектным произношением гласной. Сословно предки Тахтомышевых могли быть как служилыми татарами (мелкопоместное дворянство), так и государственными крестьянами — точных данных без генеалогического поиска по конкретной семье нет.