Фамилия Таволжанова — вариант женского рода от фамилии Таволжанов, и её основа — редкое и очень конкретное слово «таволга». Это название кустарника, который в народе называют таволгой (лабазником), с пушистыми белыми или розовыми соцветиями. В отличие от многих фамилий, образованных от имён или прозвищ, эта прямо указывает на место жительства или род занятий.

Корень «таволг-» в основе фамилии — диалектный вариант слова «таволга». Чередование «г/ж» в суффиксе «-ан-» (Таволж-ан-ов) — типичное для русского языка явление: «таволга» → «таволжаный» (относящийся к таволге, заросший таволгой). Суффикс «-ан-» в прозвищах часто указывал на характерный признак: «Таволжаный» — тот, кто живёт у таволговых зарослей, на Таволжаном лугу или болоте. Окончание «-ов/-ев» превратило это прозвище в фамилию, отвечая на вопрос «чей?» — сын Таволжаного.

География фамилии Таволжановых связана с южными и центральными областями России, где таволга растёт обильно: Тамбовская, Воронежская, Саратовская, Ростовская области, а также Поволжье. В этих краях топонимы «Таволжанка», «Таволжаный» встречаются часто, и фамилия могла возникнуть независимо в разных сёлах — по названию урочища или речки. Социально это, скорее всего, крестьянская или однодворческая фамилия: прозвище давали по заметной природной примете, а не по должности или ремеслу.

Словообразовательная модель проста: основа «таволж-» + суффикс «-ан-» + патронимический суффикс «-ов». В словаре русских фамилий Б. О. Унбегауна подобные образования (от названий растений с суффиксом «-ан») отмечены как характерные для южнорусского ареала. В отличие, скажем, от фамилии Таволгин, где суффикс «-ин» указывает на прямое родство («сын Таволги»), вариант Таволжанов подчёркивает именно прозвищный характер — «человек, имеющий отношение к таволге».

Встречается и написание через «о» (Товолжанов), что отражает акающее произношение в южных говорах, но литературная норма закрепила форму через «а». Фамилия редкая, не входит в сотни самых распространённых, но именно это делает её ценной для генеалогического поиска: она не размыта по всей стране, а привязана к конкретным местам, где росла таволга.