Фамилия Таволжан — редкий случай, когда географическая основа в фамилии почти наверняка перевешивает прозвищную. В отличие от большинства русских фамилий на -ов/-ин, она образована не от имени или профессии отца, а от названия растения — таволга (лабазник, кустарник из семейства розовых). Но здесь есть тонкость: суффикс -ан в русской ономастике нетипичен для отыменных фамилий. Гораздо логичнее предположить, что это не русская, а украинская или южнорусская модель, где -ан (как в фамилиях Голован, Лобан) указывало на человека по характерному признаку — «тот, кто связан с таволгой». Прозвище Таволжан могли дать живущему у зарослей таволги, торгующему её корой или использующему её в лекарских целях.

Однако есть и более прозаичная версия: фамилия могла произойти от названия населённого пункта. В России и на Украине встречаются топонимы Таволжанка, Таволжаны, Таволжное — особенно в Харьковской, Белгородской и Воронежской областях, где таволга растёт обильно по поймам рек. Переселенец из такого села получал прозвище Таволжан («выходец с Таволжанки»), которое затем закреплялось как фамилия. В пользу этой версии говорит то, что фамилия без суффикса притяжательности (-ов, -ин) — типично для украинской и польской традиции, где прозвища по месту жительства нередко оставались в чистом виде: Таволжан, а не Таволжанов.

С точки зрения словообразования, основа «таволг-» претерпела фонетическое изменение: «г» перешло в «ж» перед суффиксом — обычная палатализация в русских и украинских говорах (ср. «дорога — дорожный»). Получается, что Таволжан — это форма, близкая к прилагательному «таволжаный» (сделанный из таволги), но застывшая в роли прозвища. В сословном плане фамилия не элитарная: её носители, скорее всего, были крестьянами или однодворцами из чернозёмных губерний, где таволгу использовали для дубления кож, в народной медицине и как кормовое растение. Среди известных носителей фамилия не встречается, что только подтверждает её локальный, «низовой» характер.