Фамилия Тимиржанов строится по стандартной для русского языка модели: основа плюс суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?»). Значит, перед нами фамилия, образованная от имени или прозвища Тимиржан. Суффикс -ов характерен для русских фамилий, но сама основа имеет тюркское происхождение, что сразу указывает на этнические корни носителей — скорее всего, татарские, башкирские или казахские.

Имя Тимиржан — составное, из двух тюркских элементов. Первая часть «тимир» (в разных диалектах «тимер», «темир») означает «железо». Это очень распространённый компонент в тюркской антропонимии: Тимур, Темирлан, Тимиргали. Вторая часть «жан» восходит к персидскому «джан» — «душа», «жизнь», «человек». Таким образом, имя Тимиржан можно перевести как «железная душа» или «крепкий человек». Это имя давали с пожеланием мальчику твёрдости характера, стойкости и долгой жизни.

Словообразовательный момент здесь интересен тем, что фамилия сохранила полную форму имени с конечным «н»: Тимиржан + ов. В русской традиции фамилии на -ов обычно образуются от имён, оканчивающихся на твёрдый согласный. Если бы имя звучало как Тимиржа, мы получили бы Тимиржин, но в данном случае модель прямая и простая.

Вероятнее всего, предок носителя фамилии был крещёным татарином или башкиром, получившим фамилию по отцу — Тимиржану. В среде татарских и башкирских мусульман фамилии на -ов стали массово закрепляться после ревизий XVIII–XIX веков, когда царская администрация требовала фиксировать род по отчеству. Тимиржановы — не редкая фамилия в Татарстане, Башкортостане и среди казахской диаспоры, но встречается она не так часто, как, скажем, Тимировы или Темирхановы, что говорит о более локальном бытовании исходного имени.

Географически наибольшая концентрация носителей — в Оренбургской, Челябинской областях и в Западном Казахстане. Это объяснимо: именно в этих регионах исторически смешивались тюркские и русские ономастические традиции. Никаких сведений о дворянском происхождении фамилии нет — это типичная крестьянская или казачья фамилия, образованная от личного имени без дополнительных социальных маркеров.