Фамилия Тимофей — редкий случай, когда в основе лежит полная форма крестильного имени, а не его уменьшительная версия. Обычно русские фамилии образуются от производных форм (Тимохин, Тимошин, Тимофеев), а прямое использование имени Тимофей в качестве фамилии встречается гораздо реже. Такая модель указывает на сравнительно позднее происхождение: скорее всего, фамилию закрепили за человеком в официальных документах XIX — начала XX века, когда церковная запись имени без сокращений воспринималась как более солидная.

Само имя Тимофей греческого происхождения, от «тимотеос» — «почитающий Бога». Если предок получил фамилию по отцу, то в метриках могли записать просто «Тимофей», опуская патронимический суффикс. Иногда так фиксировали прозвище: например, человека, который отличался набожностью или носил имя в честь святого апостола Тимофея, и это стало его родовым именем.

По географии фамилия Тимофей встречается точечно, в основном на юге России и в Сибири — в местах, куда переселенцы приносили документы, составленные наспех, без строгой унификации. В центральных губерниях предпочтение отдавали форме Тимофеев, поэтому носители фамилии Тимофей — это, как правило, потомки крестьян или казаков, чьи имена записывали буквально, как слышали.

В ономастических работах фамилию Тимофей обычно не выделяют в отдельную статью, считая её вариантом более частотного Тимофеева. Однако для носителя это как раз и есть главная особенность: фамилия не «испорчена» суффиксами и сохраняет первоначальное звучание имени, что делает её своеобразным историческим документом о том, как в конкретной семье относились к родовому имени.