Фамилия Тимеев образована от имени или прозвища Тимай. Чаще всего за основу берут разговорную форму Тимай от крестильного имени Тимофей (греч. «почитающий Бога») или, реже, от Тимофей — Тимоня — Тимай. Однако есть и другая версия, не менее правдоподобная: в тюркских языках слово «тиме» означает «верблюд», а «тиме» или «тимек» в некоторых диалектах — «потомок, поколение». Учитывая, что фамилия встречается у татар и башкир, тюркское происхождение основы не исключено. Суффикс -ев указывает на русскую модель оформления фамилий, характерную для XVI–XIX веков: так называемые «выезжие» фамилии, где к тюркскому корню добавили русский патронимический суффикс.

Если исходить из православной версии, предок носителя фамилии мог быть сыном Тимая, то есть Тимофея. В этом случае фамилия — типичный пример того, как каноническое имя в народной речи сократилось до неузнаваемости, а затем закрепилось в документах. В тюркской версии Тимеевы — потомки человека по прозвищу Тиме (Верблюд) или Тиме (Потомок). Прозвища, связанные с животными, в тюркской среде давали за внешность, силу или выносливость, а «тиме» в значении «потомок» могло указывать на родоначальника целого рода.

Фамилия Тимеев распространена в Поволжье и Приуралье: в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Самарской областях. Встречается и у русских, но чаще у татар и башкир, что подтверждает вторую версию. В документах XVIII века, например, в ревизских сказках Казанской губернии, фигурируют Тимеевы из служилых татар и тептярей — сословия, которое платило ясак, но имело землю. Среди дворян эта фамилия не отмечена, что говорит о крестьянском или мещанском происхождении большинства носителей.

Интересная деталь: в некоторых говорах фамилию произносят с ударением на второй слог — Тиме́ев, хотя литературная норма допускает ударение и на первый. Такое разночтение часто указывает на местный диалект или на то, что фамилия писалась через «ять» в дореволюционных метриках, но при переходе на новую орфографию ударение сместилось.