Фамилия Тимиргулова образована от мужского имени Тимиргул, которое распространено у тюркских народов, в частности у башкир и татар. Имя составное: первая часть «тимир» означает «железо», а вторая — «гул» (от арабского «гуль» — цветок, раб Божий). В целом имя можно перевести как «железный цветок» или «крепкий, как железо, раб Божий». Такие имена-обереги давали, чтобы ребёнок рос сильным и здоровым, или с пожеланием твёрдости характера.

Фамилия образована по патронимической модели: к основе Тимиргул добавили суффикс -ов, который в русской традиции указывает на принадлежность («чей?» — Тимиргулов сын). Окончание -а — это женский вариант фамилии, то есть Тимиргулова — это дочь или жена Тимиргула. В дореволюционной России женские фамилии часто меняли форму в зависимости от пола носителя, и эта особенность сохранилась у многих тюркских фамилий, вошедших в русский обиход.

Географически фамилия тяготеет к южному Уралу и Зауралью, особенно к Башкортостану и Оренбургской области. Встречается она реже, чем однокоренные Тимиргалиев или Тимиршин, что делает её более локальной. Интересно, что в некоторых документах XIX века встречается вариант написания «Темиргулов» — через «е» в первом слоге, что отражает диалектное произношение или влияние письменной нормы того времени.

Предки носителей фамилии, вероятно, были из числа башкирских вотчинников или государственных крестьян. Среди башкир имя Тимиргул не было редким, но фамилия на -ов указывает на то, что её закрепили в период массовой паспортизации и переписи населения в XIX — начале XX века, когда тюркские имена «обрусевали» по форме.