Фамилия Тименов — редкий случай, когда основа неочевидна, а суффикс подсказывает происхождение точнее, чем корень. Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: «чей?» — Тименов, то есть сын Тимена. Но что за имя или прозвище Тимен?

Самая вероятная версия — усечённая форма крестильного имени Тимофей. В русской народной традиции полные имена часто сокращали до двух-трёх слогов: Тимоха, Тимоша, Тименя. От формы Тименя и возникло прозвище Тимен, а затем и фамилия Тименов. Такой способ словообразования (отсечение конца имени и добавление суффикса -ен) встречается и в других фамилиях: от Григорий — Грименов, от Семён — Семенов (хотя там основа яснее). Тимофей — имя греческого происхождения, означающее «почитающий Бога», так что предок носителя фамилии мог быть человеком, которого в быту звали Тименей или просто Тимен.

Менее распространённая, но возможная версия — связь с тюркским именем Тимен, которое восходит к слову «тимен» (туман, мгла) или к названию реки Тимен (в Сибири). Однако в этом случае фамилия сохранила бы тюркский суффикс, а -ов — явно русский, что говорит либо о поздней русификации, либо о том, что носитель был крещён и получил фамилию по русской модели. Более правдоподобно первое объяснение: Тименов — это «сын Тимофея», но в нестандартной народной форме.

Географически фамилия встречается редко, преимущественно в центральных и северных областях России, где сохранялись архаичные прозвищные формы имён. В документах XVIII–XIX веков Тименовы могли записываться как крестьяне или мещане, но сословная принадлежность варьируется — единого «дворянского» или «купеческого» клана не прослеживается. Если искать однокоренные фамилии, то ближе всего Тименев (с другим суффиксом) и Тимофеев (прямая форма от Тимофей). Тименов стоит особняком: он короче, звонче и хранит след устной традиции, когда полное имя заменяли лаконичным домашним прозвищем.