Фамилия Таволжанов — одна из тех, что напрямую отсылает к природе и народной ботанике. В её основе лежит слово «таволга» — так в России называют лабазник вязолистный, высокое травянистое растение с пушистыми белыми или розовыми соцветиями. Таволга издавна известна как лекарственное средство, а её крепкие стебли иногда использовали в хозяйстве. Прозвище Таволга, от которого пошла фамилия, мог получить человек, живший в зарослях этого растения, занимавшийся его сбором или просто выделявшийся статью — в народе высоких и стройных людей тоже сравнивали с этим гибким стеблем.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов присоединился к прозвищу Таволжан (с чередованием г/ж). Форма Таволжан, а не прямо Таволга, — это патронимический или притяжательный вариант: «сын Таволги» или «человек из рода Таволги». Такой переход характерен для говоров, где прозвища смягчали или удлиняли суффиксами. Встречается и вариант Таволгин, но Таволжанов — более поздняя и распространённая форма, закрепившаяся в документах.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным регионам России, особенно к Поволжью и Черноземью. Таволга там растёт обильно, по сырым лугам и берегам рек, и могла стать заметным ориентиром при прозвищах. В переписных книгах XVII–XVIII веков фамилия не частотна, но встречается среди крестьян и однодворцев — людей, которые жили на границе государства и несли сторожевую службу. При этом в дворянских родословных Таволжановы не значатся, что указывает на однозначно крестьянское или мещанское происхождение.

Интересно, что фамилию иногда путают с таволожной — от слова «таволга» в значении «ивняк» или «тальник» (в некоторых говорах так называли кустарниковые ивы). Но филологически это разные корни: таволга — травянистое растение, а тальник — кустарник. В случае Таволжановых корень именно ботанический, без связи с татарским или тюркским «тау» (гора), как ошибочно предполагают некоторые любители этимологии.