Фамилия Тихойванова — редкий пример сложения двух основ, где вторая часть образована от имени Иван, а первая — от прилагательного тихий. Такие составные фамилии в русской традиции встречаются нечасто, и в них обычно скрыто прозвище или характеристика человека, который их получил. Скорее всего, фамилия восходит к прозвищу Тихой Иван — так могли называть спокойного, нешумного, уравновешенного мужчину по имени Иван. В крестьянской среде прозвища с уточнением (по характеру, внешности, занятию) были нормой: Тихой Иван, Богатой Иван, Косой Иван. Позже, при оформлении фамилий, такое сочетание могло закрепиться в виде Тихойванов — то есть «сын Тихого Ивана» или «из семьи Тихого Ивана».

Суффикс -ов в фамилии указывает на принадлежность: Тихойванов буквально означает «чей? — Тихойванов». Женская форма Тихойванова образована по стандартной модели. С точки зрения словообразования, это не отчество от имени Тихой (такого имени нет), а именно прозвищная конструкция, где прилагательное стоит перед именем и пишется слитно. Встречаются и обратные варианты — Ивантихова, но они ещё реже.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным регионам России, где были распространены двусоставные прозвища. В переписях XVII–XVIII веков такие сочетания фиксировались у крестьян и посадских людей. Известных носителей фамилии в истории нет, что подтверждает её локальный и малолюдный характер. В современной России фамилия встречается единично, в основном в Поволжье и на Урале — возможно, следствие переселений.

Спорных версий происхождения практически нет. Версия от имени Тихой (как самостоятельного) маловероятна: в святцах такого имени нет, а в народной традиции Тихон и Тихой — разные вещи. Если бы фамилия была образована от Тихона, она звучала бы как Тихонов или Тихонованов (с вставкой -он-). Поэтому правдоподобнее всего именно прозвищная основа с прямой характеристикой человека, которая со временем превратилась в фамилию.