Фамилия Тимерева — женская форма мужской фамилии Тимерев, которая образована от прозвища или имени Тимерь. Основа здесь — тюркское слово «тимер» (железо), широко распространённое в татарском, башкирском, чувашском и других языках тюркской группы. В старину Тимером могли назвать ребёнка с пожеланием крепости и выносливости, как у железа, или же это было прозвище кузнеца, человека, работавшего с металлом. Фамилия закрепилась на русской почве через суффикс -ев, который указывает на принадлежность: «сын Тимеря». Такой способ образования типичен для фамилий, возникших в среде, где русские и тюркские народы жили рядом — в Поволжье, Приуралье, на южных окраинах Московского государства.

Интересная деталь: фамилия Тимерева стоит в одном ряду с однокоренными Тимеров, Тимерязев, Тимербулатов, но отличается именно суффиксом -ев, а не -ов. В русской ономастике суффикс -ев присоединяется к основам на мягкий согласный или на -й. Если исходное имя звучало как Тимер (твёрдая основа), ожидалась бы форма Тимеров. Вариант Тимерев говорит о том, что в основе лежала уменьшительная или обиходная форма Тимерь (с мягким знаком на конце) — так русские крестьяне могли адаптировать тюркское имя для удобства произношения. Это редкий случай, когда фамилия сохранила следы живого бытового переоформления чужого слова.

Географически фамилия Тимерева встречается в основном в центральных и южных областях России, а также в Татарстане и Башкортостане. По данным переписей XIX века, носители фамилии числились среди государственных крестьян и мещан — то есть предки не были дворянами, а принадлежали к податным сословиям. В некоторых архивных записях фамилия фиксируется в формах Тимеров и Тимерев как варианты одного рода, что подтверждает её народное, некабинетное происхождение. Никаких документальных сведений о знаменитых носителях фамилии Тимерева в открытых источниках нет, что типично для фамилий, сложившихся в крестьянской среде и не попавших в дворянские родословные книги.