Фамилия Тимеряев звучит как нечто древнее и восточное, и это ощущение не обманывает. Перед нами классический пример фамилии, образованной от тюркского имени. В основе лежит имя Тимер, которое в переводе с татарского и ряда других тюркских языков означает «железо» (ср. татар. «тимер» — железо). Такое имя было не просто звучным прозвищем, а своего рода оберегом: родители надеялись, что ребенок будет таким же крепким, твердым и несгибаемым, как металл. Полное имя могло звучать как Тимер, Тимербай, Тимергали или Тимершах, но в быту, скорее всего, использовалась краткая форма.

Суффикс «-ев» указывает на русскую модель образования фамилий от иноязычных основ. По правилам русской грамматики, к основе на твердый согласный (Тимер) добавляется именно «-ев», а не «-ов». Это типичный случай русификации тюркского имени: сначала появилось отчество Тимеря (краткая форма от Тимер), затем — фамилия Тимеряев, означающая «сын Тимеря». В данном случае суффикс «-я» (Тимер + я) — это уменьшительно-ласкательный или обиходный вариант, который часто использовался в русской среде для адаптации чужеземных имен.

Исторически носители фамилии Тимеряев — это, скорее всего, выходцы из служилых татар или других тюркских народов, которые переходили на службу к русским князьям и царям в XV–XVII веках. Многие такие семьи получали земли и оседали, постепенно меняя веру и язык. Фамилия могла закрепиться и в среде крещеных татар, и в среде мусульман, которые при переписях населения записывались по отчеству с русским окончанием. Географически фамилия чаще всего встречается в Поволжье, Приуралье, а также в регионах, куда переселялись татары и башкиры — например, в Оренбургской, Челябинской областях и Башкортостане.

Отдельного внимания заслуживает ударение. В большинстве случаев оно падает на второй слог: Тиме́ряев. Однако в некоторых говорах и семьях можно услышать Тимеря́ев, что не меняет сути, но подчеркивает местный диалект. Фамилия не является ни редкой, ни сверхраспространенной — она занимает свою нишу среди десятков других «железных» фамилий тюркского происхождения (Тимеров, Тимергалиев, Тимерханов). Родственными по корню будут фамилии Демидов (от греческого «демир» — железо) и Кузнецов, но Тимеряев стоит особняком, прямо отсылая к восточному имени-оберегу.