Фамилия Тамаринцев — редкий пример, где географическое прозвище «законсервировалось» с помощью сложного суффиксального набора. В основе лежит топоним Тамарин — название населённого пункта. Такие деревни или хутора встречались на юге России, особенно в бывших Области Войска Донского и Ставрополье. Слово «Тамарин» могло произойти от тюркского имени Тамар (сравните с грузинским Тамара) или от диалектного «тамара» — так в некоторых говорах называли каменистую возвышенность, бугор.

Модель образования необычна: к основе на -ин добавился суффийкс -цев. В русской ономастике фамилии на -инцев (-ынцев) встречаются реже, чем на -овцев. Обычно они указывают на принадлежность к жителям конкретного места: Тамарин → тамаринец (житель Тамарина) → Тамаринцев (сын тамаринца, то есть выходец оттуда). Ударение, скорее всего, падает на третий слог: Тама́ринцев, хотя в устной речи нередко смещается на последний.

В документах XVIII–XIX веков такие фамилии фиксировались у казаков и государственных крестьян южных губерний. Если предки носили фамилию Тамаринцев, они, вероятно, переселились из одного конкретного села или хутора, название которого со временем стёрлось с карты. Фамилия не получила широкого распространения — её носители и сегодня сосредоточены в Волгоградской, Ростовской областях и Краснодарском крае.

Стоит отличать Тамаринцева от однокоренных Тамаров, Тамариных и Тамаркиных: у тех основа — личное имя Тамара, а здесь — именно место. Встречается также вариант написания с одной «н» — Тамарицев, но это скорее описка в метрических книгах, чем самостоятельная фамилия.