Фамилия Тимофеенков образована по редкой, но показательной модели: к основе Тимофеенк- добавлен патронимический суффикс -ов. Это говорит о том, что предок носителя фамилии был внуком или потомком человека по имени Тимофей, но не напрямую сыном, а через промежуточное звено — отчество Тимофеенко. В русской ономастике такие «двойные» патронимы встречаются реже, чем простые формы на -ов или -ин, и обычно указывают на более позднее закрепление фамилии, часто в южнорусских или украинских регионах, где была распространена форма Тимофеенко («малый Тимофей», то есть сын Тимофея). Переселившись в великорусские земли, носители такой фамилии могли получить окончание -ов по аналогии с местными фамилиями.

Само имя Тимофей (греч. Timotheos — «почитающий Бога») было одним из самых популярных на Руси, особенно в крестьянской и мещанской среде. Фамилия Тимофеенков, таким образом, встраивается в цепочку: Тимофей → Тимофеенко (сын) → Тимофеенков (внук или потомок). Интересно, что в документах XVII–XVIII веков встречаются параллельные формы: Тимофеев, Тимофеенко, Тимофеенков — они сосуществовали в одних и тех же уездах, но «длинная» форма часто указывала на то, что семья отделилась от основной ветви и получила фамилию по деду, а не по отцу.

Географически фамилия тяготеет к югу России: Курская, Орловская, Воронежская губернии, а также к бывшим слободским полкам (Харьковщина). В переписях XIX века Тимофеенковы чаще всего числились государственными крестьянами или однодворцами — потомками служилых людей, охранявших южные рубежи. Это объясняет, почему фамилия не стала дворянской: её носители не принадлежали к высшему сословию, но и не были крепостными.

С точки зрения словообразования, суффикс -енк- (в украинской версии) и последующее наращение -ов — характерный признак фамилий, которые «застыли» в момент, когда на юге ещё сохранялась украинская модель отчества, а на севере уже требовали русское окончание. Таких фамилий немного, и Тимофеенков — один из немногих живых примеров этого языкового компромисса.