Фамилия Тимоничева встречается реже, чем её «мужская» версия Тимоничев, и по своей модели образования напоминает отчества, застывшие в форме притяжательного прилагательного. В основе лежит имя Тимонич — так в старину могли называть сына Тимони, а сама Тимона — это разговорная, народная форма от канонического имени Тимофей. На Руси полное церковное имя часто сокращали: Тимофей превращался в Тимоню, а уже от него образовывали уменьшительные варианты вроде Тимони. Суффикс -ич указывает на отчество («чей сын?» — Тимоничев), а окончание -а делает фамилию женской по форме, хотя исторически так могли записать и женщину, и всю семью в родительном падеже («жена Тимоничева»).

Интересно, что фамилия Тимоничев — не самая распространённая среди производных от Тимофея. Гораздо чаще встречаются Тимофеев, Тимошин, Тимохин. Форма с суффиксом -ичев (-ичева) характерна для северных и центральных областей России, особенно для территорий бывшего Новгородского края и Вологодчины, где отчества на -ич долго сохранялись в быту и переходили в фамилии. Если предок носителя фамилии жил в XVI–XVII веках, его могли записать в переписной книге как «Тимонич» — то есть по отцу, а не по деду, что реже встречается в южнорусских землях.

Исходное прозвище Тимона (от греческого Тимофей — «почитающий Бога») в народе нередко переосмысляли, связывая с глаголом «тимонить» — в некоторых говорах так говорили о человеке, который медлит или тянет время. Впрочем, это народная этимология, и для фамилии первичным остаётся крестильное имя.

Единичные упоминания фамилии Тимоничева в архивных документах XIX века встречаются в основном среди крестьян и мещан Ярославской и Костромской губерний. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — она оставалась простонародной, что типично для отчеств, перешедших в фамилии без дополнительных суффиксов вроде -ский.