Фамилия Тимбаев ведет свое начало от тюркского имени Тимбай, которое является диалектальным вариантом имени Тинбай. Первая из них – имя Тин, в переводе на русский язык означающее «равный, соответствующий»; «ровня, пара»; «приятный для души». Вторая часть, тюркское слово «бай», означает «хозяин, богатый, состоятельный, могущественный человек, господин». Вероятно, нарекая ребенка именем Тимбай, родители желали своему сыну стать достойным, уважаемым и богатым человеком. Некоторые представители фамилии Тимбаев имеют знатное происхождение. Так, в истории известен род мурз Тимбаевых, потомков эмира Идегея. Основателем этого рода был Динбай, четвертый сын правителя Ногайской Орды Исмагила. Из его детей известны Тиникей, Баиш, Канай, Абдулла, Али, Рахманкул, Иваш и Гази. Часть рода приняла православие. В Астрахани в настоящее время проживает мусульманская ветвь рода Тимбаевых. Кроме того, из исторических документов известно, что в первой половине ХVIII века в деревне Кожбахтино Кадомского уезда проживали служилые татары Тимбаевы (Тинбаевы). Таким образом, потомок человека, которого звали Тимбай, со временем получил фамилию Тимбаев.