Фамилия Танкаева — женская форма фамилии Танкаев, а корень у неё, скорее всего, тюркский. В основе лежит личное имя Танкай, которое в разных тюркских языках может означать «рассвет», «утренняя заря» (от «тан» — рассвет). В татарском, башкирском, казахском и других языках имя Танкай (или Тангай) встречается как мужское, иногда как уменьшительно-ласкательное от более длинных имён с корнем «тан». Соответственно, Танкаев — «сын Танкая», а Танкаева — «дочь» или «жена» из рода Танкаевых.

Суффикс -ев указывает на русскую модель образования фамилий от иноязычных основ, характерную для XVI–XIX веков, когда тюркские имена адаптировались в русской среде. Фамилия распространена среди народов Поволжья и Урала, особенно у татар и башкир, а также встречается у осетин (где «Танка» может быть вариантом имени Тамерлан, но это менее вероятно). Встречается и вариант Тангаев — с тем же корнем, но с другим произношением.

Вторая, менее очевидная версия: в некоторых диалектах русского севера и Сибири «танкать» означало «стучать», «колотить», а «танкала» — непоседа или тот, кто громко ходит. Но это локальное слово, и фамилия Танкаева в тех краях не фиксируется как массовая, поэтому тюркская версия надёжнее. Социальный состав носителей — в основном крестьяне и сельские жители, хотя в XX веке фамилия встречается и среди городской интеллигенции, особенно в Татарстане и Башкортостане.