Фамилия Тимонякина — женская форма, а её мужской вариант Тимонякин. Это типичная русская фамилия, образованная с помощью суффикса -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — «Тимонякин», то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Тимоняка.

В основе фамилии лежит личное имя Тимоняка. Это разговорная, обиходная форма от канонического крестильного имени Тимофей. В русской народной среде полные имена часто сокращали и добавляли уменьшительно-ласкательные суффиксы: Тимофей превращался в Тимоню, а Тимоняка — ещё один вариант с суффиксом -як/-яка, который в древнерусском языке мог придавать слову оттенок просторечия или даже прозвищности. Такие формы были распространены в среде крестьян и посадских людей, где имя было не просто именем, а частью бытового общения.

Менее вероятная, но возможная версия — происхождение от прозвища Тимоняка, связанного с диалектным глаголом «тимонить» (медлить, мешкать) или «тимоня» (нерасторопный человек). Однако в ономастике принято в первую очередь рассматривать связь с крестильным именем, так как подавляющее большинство русских фамилий на -ин образовано именно от имён или производных от них.

Фамилия Тимонякина встречается относительно редко. Географически её очаги — центральные и северные регионы России, где были сильны традиции патронимических фамилий. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) подобные модели с суффиксом -як описаны как характерные для северных говоров, что делает эту фамилию маркером определённой региональной традиции имяобразования.