Фамилия Тимоштлов — редкая и необычная по своему строению. Она явно происходит от имени Тимофей, но через нестандартную цепочку суффиксов. В русских фамилиях чаще встречаются формы Тимофеев, Тимохин, Тимошин. Здесь же основа — не сам Тимофей, а его уменьшительная форма Тимоша, к которой добавили суффикс -тл-, что для русской ономастики редкость.

Скорее всего, -тл- появилось не случайно, а как диалектное или просторечное искажение. В некоторых говорах звук [ф] заменяли на [х] или [т], а сочетание «шт» вместо «щ» — типичная черта северо-западных и псковских говоров. Поэтому Тимоштлов могло возникнуть из Тимощлов (от Тимоща — ещё одна форма имени Тимофей), а затем «щ» перешло в «шт» под влиянием местного произношения. Получается, что исходное прозвище — Тимоштл или Тимоштла — означало «маленький Тимоша» или «сын Тимоши».

По суффиксу -ов фамилия принадлежит к типичным русским патронимическим моделям, но сама основа выдаёт простонародное, деревенское происхождение. Предки носителя фамилии, скорее всего, жили в Псковской, Новгородской или Тверской губерниях, где такие фонетические сдвиги были в ходу. Это не дворянская и не купеческая фамилия — её носили крестьяне или ремесленники, чьё имя записали не по книжному, а на слух, как слышала местная администрация.

Встречаемость фамилии крайне низкая. По открытым данным, она фиксируется в единичных случаях, в основном на северо-западе России. В словарях Б. Унбегауна или В. Никонова прямого упоминания «Тимоштлов» нет, что подтверждает её локальный и редкий характер. Сравните с однокоренными: Тимошков, Тимошевский — они гораздо распространённее, а -тл- осталось только в этом варианте.