Фамилия Тиманцев — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, связано не с личными качествами или профессией, а с конкретной точкой на карте. В основе лежит слово «тиманец» — так могли называть человека, родившегося или долго жившего у острова Тиманец в Баренцевом море. Выходец с острова получал прозвище Тиманец, а его потомки спустя пару поколений становились Тиманцевыми.

Название самого острова, скорее всего, восходит к личному имени Тиман — просторечной форме канонического имени Тимофей. Древнегреческое Тимофей (timotheos) переводится как «почитающий бога». Так что цепочка получается длинная, но логичная: от имени Тимофей через сокращение Тиман — к прозвищу Тиманец, обозначавшему жителя острова, и уже затем к фамилии. По такой же модели образованы фамилии типа Островцев или Городецкий, где суффикс -ец указывает на принадлежность к местности.

Суффикс -ев в окончании фамилии — стандартный русский патронимический элемент, означающий «сын кого-то». Тиманцев — это буквально «сын Тиманца». Форма с мягким -ев, а не твёрдым -ов, здесь объясняется мягкостью конечного согласного в прозвище: Тиманец — Тиманцев, а не Тиманцов.

В Книге памяти Калининской области упоминается Тиманцев Василий Степанович, родившийся в 1880 году в селе Ситня Киясовской волости Серпуховского уезда Московской губернии. Он работал токарем по металлу на мельнице. Эта запись ценна тем, что показывает: носители фамилии к концу XIX века жили не у Баренцева моря, а в подмосковных сёлах. За несколько столетий прозвище, привязанное к северному острову, полностью оторвалось от географического источника и стало просто родовым именем.

Возможна и другая, более простая версия происхождения: Тиманец — это не житель острова, а человек, носивший личное имя Тиман. Тогда фамилия образована напрямую от имени без промежуточного прозвища, как, например, Иванов от Иван. Но привязка к острову выглядит убедительнее хотя бы потому, что форма «Тиманец» с суффиксом -ец в русской ономастике чаще всего маркирует уроженца определённой местности, а не просто носителя имени.