Фамилия Тимяшова — женская форма от Тимяшов, и её разумнее разбирать через мужской вариант. В основе фамилии лежит тюркское имя Тимяш, которое представляет собой сложение двух частей: «тимер» (железо) и «яш» (возраст, ровесник, молодой). Буквально имя можно перевести как «железный юноша» или «крепкий, как железо, ровесник». В татарской и башкирской антропонимии такие двухосновные имена — обычное дело, они несли пожелание силы, стойкости и долголетия. Имя Тимяш фиксируется в документах XVI–XVII веков, например, среди служилых татар и касимовских мурз.

Фамилия образована по стандартной русской патронимической модели: к основе Тимяш добавили суффикс принадлежности -ов (в женском варианте — -ова). Это указывает на то, что предок носителя фамилии — некий Тимяш, скорее всего, живший в среде, где русская фамильная система накладывалась на тюркские личные имена. Такие фамилии особенно характерны для Поволжья, Урала и Оренбуржья — регионов, где веками жили рядом русские, татары, башкиры и чуваши. В метрических книгах XIX века Тимяшовы встречаются в Казанской и Уфимской губерниях, причём как у крещёных татар (кряшен), так и у православных русских.

В отличие от фамилий с более прозрачными славянскими корнями, Тимяшова сразу выдает тюркское происхождение. Редкость фамилии объясняется тем, что имя Тимяш не было массовым — оно встречалось локально, и фамилия не получила широкого распространения за пределами своего ареала. Если сравнивать с однокоренными фамилиями, такими как Тимеряшев или Тимергалиев, Тимяшов стоит особняком: суффикс -яш здесь не уменьшительно-ласкательный, а полноценная часть имени. В написании фамилии иногда путают с Тимишовым (от имени Тимиш), но это разные основы.

Сословно Тимяшовы в основном относились к государственным крестьянам и мещанам, изредка — к купечеству. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Поскольку фамилия редкая, её носители, скорее всего, происходят из одного или нескольких близких родов, расселившихся в XIX–XX веках.