Фамилия Тиможанов — редкий пример, где тюркское имя скрестилось с русским патронимическим суффиксом, но не напрямую, а через промежуточную форму. Самая вероятная основа — мужское имя Тиможан, которое бытует у казахов, башкир и татар. Оно составное: первая часть «Тимо» — это адаптация греческого имени Тимофей («почитающий Бога») через тюркское произношение, а вторая часть «жан» (от персидского «душа», «человек»). В итоге Тиможан можно перевести как «душа Тимофея» или «милый, как Тимофей» — типичная для Востока ласкательная конструкция.

Модель образования фамилии нестандартна. Если бы фамилию давали сразу от имени Тиможан, она звучала бы как Тиможанов — с суффиксом -ов, который в русской традиции присоединяли к основам на согласный. Но здесь видна двойная русификация: сначала имя Тиможан, потом отчество Тиможанович или прозвище Тиможан, и только затем фамилия по схеме «чей? — Тиможанов». Такая цепочка встречается у фамилий, которые формировались в среде крещёных татар или башкир в XIX веке, когда при переходе в православие тюркские имена русифицировали через добавление отчества.

Географически фамилия привязана к регионам со смешанным тюркско-славянским населением: Оренбуржье, Башкортостан, Татарстан, отчасти Казахстан. В дореволюционных метрических книгах она почти не встречается — это говорит о том, что фамилия либо поздняя (конец XIX — начало XX века), либо бытовала в среде, где записи велись нерегулярно. В советское время носители Тиможановых фиксируются в переписях по южному Уралу и Западной Сибири, куда люди мигрировали в ходе столыпинской реформы.

Спорных версий немного. Можно предположить, что основа — не имя, а прозвище от диалектного «тиможа» (ленивый, медлительный человек), но это натяжка: слово не зафиксировано в словарях русских говоров. Правдоподобнее тюркская гипотеза, тем более что у фамилии есть однокоренные аналоги — Тиможанов, Тиможанов, Тимжанов. Все они восходят к одному корню и различаются только местными произносительными вариантами.