Фамилия Тименева — женская форма фамилии Тименев, которая образована от мужского личного имени или прозвища Тимен, Тимень. Основа здесь неочевидна на первый взгляд, и разбор требует внимания к словообразовательной модели.

В русской ономастике суффикс -ев (-ов) указывает на принадлежность: Тименев — сын Тимена. Само же имя Тимень — это, скорее всего, вариант имени Тимофей (в народной форме Тимоха, Тимоша, откуда и уменьшительное Тименя, Тимень). Такое стяжение не редкость: от Тимофея через промежуточные формы (Тима, Тимоня, Тимень) получали фамилии Тимонов, Тимонин, Тименев. Иными словами, предок носителя фамилии мог зваться Тимофеем, а в быту его называли Тименем.

Есть и другая, менее распространённая версия: связь с диалектным словом «тимень» — так в некоторых говорах называли тишину, затишье, спокойное место. В этом случае прозвище Тимень мог получить человек тихий, несуетливый. Однако, учитывая, что фамилия встречается в центральных регионах России, где имя Тимофей было очень популярно, первая версия выглядит убедительнее.

Географически фамилия Тименева не привязана к какому-то одному региону — её носители встречаются в Поволжье, на Урале и в Сибири, что типично для фамилий, образованных от канонических имён: они распространялись вместе с переселенцами. Суффикс -ев, а не -ов, указывает на мягкую основу (Тимень — Тименев), и это единственная особенность написания, которая отличает её от возможных однокоренных вариантов вроде Тименов.

В дореволюционной России Тименевы могли быть как крестьянами, так и мещанами или купцами — фамилия не даёт точных сословных указаний, так как образована от имени, бытовавшего во всех слоях общества.