Фамилия Тимошенкова отвечает на вопрос «чей?» и принадлежит к самому распространённому типу русских фамилий — патронимам, образованным от имени отца. В основе лежит не полное каноническое имя, а его просторечная, обиходная форма Тимошка. Так в старину в быту, среди своих, называли человека, носившего крестильное имя Тимофей — в переводе с древнегреческого «почитающий Бога». Реже, но тоже возможно, что прозвище Тимошка закрепилось за носителем редкого имени Тимон, которое переводится как «честный, ценный».

Сам Тимошка — это уменьшительно-ласкательная форма, которая существовала в живой речи наряду с другими вариантами: Тимоха, Тимоша. От каждой из этих форм пошли свои фамилии — Тимохин, Тимошин, а вот Тимошенков образован не напрямую от «Тимошки», а через промежуточную ступень. Сначала возникло отчество Тимошенко (с суффиксом -енко, характерным для украинских и южнорусских говоров), а затем, при продвижении на север и в великорусские земли, к нему добавили ещё один патронимический суффикс -ов. Получилась двойная, «склеенная» форма: Тимошенко + ов = Тимошенков.

Такой словообразовательный путь — не редкость. Фамилии на -енков, -онков (например, Денисенков, Максименков) типичны для территорий, где смешивались украинская и русская традиции: это Брянщина, Курщина, Белгородчина, а также земли, куда переселенцы с Украины принесли свои фамилии в XVI–XVII веках. Таким образом, Тимошенкова — это фамилия-«матрешка»: внутри неё спрятана более древняя украинская форма, поверх которой легла русская огласовка.

Изначально фамилия закреплялась за потомком человека по имени Тимошка: сын Тимошки становился Тимошенком, а его внук или правнук, в зависимости от местной традиции, уже писался Тимошенковым. В документах XVIII–XIX веков, когда фамилии только закреплялись за крестьянскими и мещанскими родами, такие двойные формы нередко возникали стихийно: писарь записывал крестьянина по отцу, а затем добавлял окончание -ов для благозвучия или по аналогии с соседями. Поэтому Тимошенковы — это почти всегда потомки человека, которого в народе звали просто Тимошка, безотносительно к его социальному статусу: так могли величать и крестьянина, и посадского человека, и служилого.

Стоит заметить, что женская форма Тимошенкова — не отдельная фамилия, а вариант той же самой родовой фамилии, закрепившийся за женщинами по правилам русской грамматики. В старых переписях жену Тимошенкова записывали как «Тимошенкова жена» или «Тимошенкова дочь», и со временем эта форма стала самостоятельной фамилией для женщин, тогда как мужчины продолжали писаться Тимошенковыми.