Фамилия Тимергазиева — яркий пример тюркской антропонимии, пришедшей в русский обиход вместе с исламской традицией именования. Её основа — составное мужское имя Тимергази, где первая часть «тимер» с тюркских языков (татарского, башкирского) переводится как «железо», а вторая — «гази» — арабского происхождения, означает «воин за веру», «победитель». Таким образом, имя Тимергази дословно можно понять как «железный воин» или «несокрушимый борец за веру». Фамилия, соответственно, означает «потомок (или принадлежащий) Тимергази».

Суффикс -ев указывает на русскую модель образования фамилий от иноязычных основ, характерную для татарских и башкирских родов, которые вошли в состав Российской империи. Окончание -а выдает женскую форму фамилии, хотя в бытовом общении её часто используют и для мужчин без изменения, особенно в устной речи. В официальных документах мужская форма — Тимергазиев.

Географически фамилия распространена преимущественно в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях, где исторически компактно проживают татары и башкиры. Встречается она и у казахов, но с другим ударением и написанием (Темірғазиев). Интересно, что имя Тимергази в прошлом было не только личным, но и почетным прозвищем — его могли дать не при рождении, а за воинские заслуги, что делает фамилию потенциально «прозвищной» по происхождению.

С точки зрения словообразования, фамилия Тимергазиева стоит в одном ряду с такими же «металлическими» тюркскими фамилиями, как Тимербаев (железный богач) или Тимерханов (железный хан). Однако наличие компонента «гази» выделяет её из этого ряда, подчёркивая религиозно-военный подтекст. В отличие от фамилий на -ов, которые могли фиксировать профессию или место жительства, Тимергазиева почти наверняка восходит к личному имени конкретного предка, жившего не позднее XVII–XVIII веков, когда у татар и башкир начали массово закрепляться родовые прозвания.

В дореволюционных метрических книгах фамилия могла записываться по-разному: Тимергазиев, Тимиргазиев, а иногда и через дефис (Тимер-Газиев), что отражало попытку передать арабскую часть «гази» отдельно. После унификации написания в советское время закрепился современный вариант. Носители фамилии, как правило, принадлежали к сословию государственных или ясачных крестьян, реже — к служилым татарам, но не к дворянству.