Фамилия Тарзимин — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. Первое, что бросается в глаза, — суффикс -ин, который в русской модели образования фамилий указывает на принадлежность: «чей?» — «тарзимин», то есть сын или потомок человека по прозвищу или имени Тарзима. Основа здесь нестандартная, и, скорее всего, она не исконно русская.

Наиболее вероятная версия связывает фамилию с тюркскими корнями. В татарском, башкирском или казахском языках можно найти слово «тарзы» или «тарзи» — в некоторых диалектах так называли человека вспыльчивого, горячего, либо, наоборот, проворного и быстрого. Аффикс -ма/-мa в тюркских языках часто образует имена или прозвища от глаголов и прилагательных. Таким образом, «Тарзима» могло быть прозвищем человека с крутым нравом или же, в более узком смысле, — именем, данным по какой-то характерной черте. Русский суффикс -ин просто прикрепился к этой основе, когда фамилию оформляли по русскому образцу.

Менее вероятно, но стоит упомянуть, что фамилия могла возникнуть как вариант более распространённой фамилии Тарзиманов, где суффикс -ов заменился на -ин под влиянием местных говоров или при переписи. В любом случае, география фамилии, судя по редким упоминаниям, тяготеет к Поволжью и Уралу — регионам, где веками жили татары, башкиры и русские, и где происходила интенсивная ассимиляция тюркских имён в русскую фамильную систему.

Сословная принадлежность предков-Тарзиминых, скорее всего, была крестьянской или мещанской. Дворянские фамилии с таким корнем не зафиксированы. В дореволюционных записях фамилия, вероятно, фиксировалась с вариациями — Тарземин, Тарзиминъ, — пока не устоялось современное написание. Искать корни стоит в метрических книгах Казанской, Симбирской или Уфимской губерний, где смешение языков оставило много подобных следов.