Фамилия Талибрахманов — редкий случай, когда сложное составное имя, лёгшее в основу, не сжалось и не упростилось за века, а сохранилось почти в полном виде. Это типичная фамилия-патроним, то есть образованная от личного имени отца. Основа здесь — мужское мусульманское имя Талибрахман. Разберём его по частям: «Талиб» (араб. طالب — «ищущий», «студент», «ученик») и «Рахман» (араб. رحمن — «милостивый», один из эпитетов Аллаха). Вместе имя можно перевести как «ищущий милости (Аллаха)» или «стремящийся к Всевышнему». В тюркской и татарской среде такие двухкорневые теофорные имена (содержащие «божественный» компонент) были очень распространены, но обычно они усекались — например, Абдрахманов или Талипов. Вариант Талибрахманов встречается реже, что говорит о более поздней фиксации фамилии или о локальной традиции не «съедать» середину имени.

Суффикс -ов указывает на русскую модель образования фамилий, которая в Поволжье и Приуралье (у татар, башкир, мишарей) вытеснила исконные тюркские окончания на рубеже XIX–XX веков. Тогда при переписях и в документах сыновей записывали как «Талибрахманов» — то есть «сын Талибрахмана». Географически фамилия тяготеет к Татарстану, Башкортостану и Оренбургской области, хотя единичные носители встречаются и в Средней Азии. В отличие от массовых фамилий вроде Абдуллин или Ибрагимов, Талибрахманов не попал в крупные общероссийские списки — это фамилия относительно малочисленная, что повышает вероятность того, что все её носители в России восходят к одному общему предку.

Интересна и фонетическая особенность: в разговорной речи имя нередко произносили с ударением на второй слог — Тали́брахман, что давало бы фамилию Талибрахманов. Однако в официальных записях часто встречается ударение на последний слог — Талибрахма́нов, как у привычных русских фамилий на -ов. Это не ошибка, а адаптация: русская бюрократия «перетягивала» ударение на конец, чтобы фамилия звучала привычнее. Так что предки носителя этой фамилии, скорее всего, были мусульманами-суннитами (татарами или башкирами), жившими в сельской местности, а само имя Талибрахман мог получить дед или прадед как религиозно-почтительное — «ищущий милости Аллаха».