Фамилия Тимлянская — вариант женского рода от Тимлянский. Эта фамилия почти наверняка образована от географического названия. В её основе лежит топоним Тимлянск или Тимляны, а суффикс -ск- прямо указывает на связь с местностью: такую модель использовали для обозначения выходцев из определённого села, города или региона.

Главная загадка — где именно находилось это место. Самый вероятный кандидат — село Тимлянцы (или Тимляны) на территории современной Украины. В исторических документах упоминается хутор Тимлянский, относившийся к Полтавской губернии. В этом регионе фамилии на -ский/-цкий особенно распространены среди потомков казацкой старшины и духовенства, но могли принадлежать и крестьянам, переселившимся из названного села и получившим прозвание по бывшему месту жительства.

Есть и другая, менее вероятная версия, связывающая фамилию с тюркским именем Тимлян (возможно, искажённое Димлян или Темлян). В этом случае фамилия могла бы возникнуть у служилых людей, татарских мурз или казаков, перешедших на русскую службу. Однако суффикс -ск- в русских фамилиях гораздо реже крепится к личным именам — для этого обычно использовали -ов или -ин. Поэтому топонимическое происхождение остаётся основным.

Написание фамилии — с одной «н» (Тимлянская, а не Тимляннская) — тоже говорит в пользу географической версии: прилагательное от названия типа «Тимляны» закономерно даёт форму «Тимлянский». Если бы корень был иноязычным и заканчивался на «н», в русском языке суффикс мог бы удвоиться, но здесь этого не произошло.

Фамилия редкая. В дореволюционных источниках она встречается в основном в южных губерниях Российской империи, что подтверждает связь с украинскими землями. Носительница фамилии Тимлянская, скорее всего, потомок человека, который когда-то покинул село Тимлянцы и стал зваться «тимлянским» — то есть «тем, кто из Тимлян».