Em princípios do século XIX existia, à margem direita do rio Capibaribe, um núcleo de população denominado Mocós, onde havia uma feira. Na margem oposta do rio, distante cerca de 2 km da povoação de Mocós, havia uma fazenda conhecida pelo nome de “Árvore de Espuma”. Em 1823, o português Antônio José Guimarães estabeleceu-se nessa fazenda, comerciando com tecidos e gêneros diversos, tornando-se a pessoa de maior influência na região. Prevalecendo-se desse fato, impôs a mudança da feira de Mocós para o pátio de sua fazenda; a partir daí começou a se formar um novo núcleo de habitantes. Com o auxílio da população, a esposa do fazendeiro fez construir uma capela dedicada a Nossa Senhora das Dores. Vinte e quatro anos decorreram sem que o povoado tivesse progresso, continuando sob o domínio do português. Em 1847, com o assassinato de Antônio José Guimarães, começou uma fase de maior desenvolvimento para o local, com feiras mais animadas e maior fluxo de pessoas.

Em 14 de fevereiro de 1867 chegou a Timbaúba o padre Augusto Cabral de Vasconcellos, que fora convidado para tomar conta da capelinha. Por achá-la muito pequena, não mais atendendo às necessidades da população que crescera, ele providenciou a construção de outro templo, com proporções e condições de matriz. A edificação começou em 03 de outubro de 1869, e foi inaugururada dois anos depois. A povoação foi elevada a freguesia em 28 de maio de 1873, pela Lei Provincial nº 1.103, com a denominação de Nossa Senhora das Dores de Timbaúba, sendo canonicamente provida em 19 de julho e instalada em 03 de agosto do mesmo ano, pelo padre Augusto Cabral de Vasconcellos. A mesma lei criou o distrito de Timbaúba, subordinado a Itambé. A nova freguesia compunha-se dos distritos de paz de Timbaúba e Cruanji.

Com o crescente desenvolvimento socioeconômico, os timbaubenses procuraram a sua emancipação política, o que obtiveram em 08 de abril de 1879, com a promulgação da Lei Provincial nº 1.363, que criou a comarca de Timbaúba, desmembrada da comarca de Itambé. A mesma lei elevou a povoação à categoria de vila. A Câmara e o termo foram instalados em 21 de fevereiro de 1882. O foro civil foi criado em 06 de março do mesmo ano, por portaria do governo da província, e a comarca foi instalada no dia 18 do mesmo mês, sendo o primeiro juiz de direito o Dr. Balbino de Morais Pinheiro.

Em 27 de junho de 1884 a Lei Provincial nº 1.811 elevou a vila de Timbaúba à categoria de cidade. O município foi constituído no dia 26 de fevereiro de 1893, adquirindo autonomia legislativa, com base na Constituição Estadual e no art. 2º das disposições gerais da Lei Estadual nº 52 (Lei Orgânica dos Municípios), de 03 de agosto de 1892, promulgada durante o governo de Alexandre José Barbosa Lima. O primeiro prefeito eleito foi o coronel Isidoro da Cunha Cavalcanti.

Em divisão administrativa referente ao ano de 1911 o município aparece constituído por três distritos: Timbaúba, Cruanji e São Vicente, este último elevado à categoria de município, desmembrado de Timbaúba, pela Lei Estadual nº 1.931, de 11 de setembro de 1928. Em divisões territoriais datadas de 31 de dezembro de 1936 e 31 de dezembro de 1937 o município aparece com os distritos de Timbaúba, Cruanji e Livramento do Tiúma, assim permanecendo em divisão datada de 2005.

O topônimo Timbaúba deriva de uma frondosa árvore que havia na antiga fazenda onde a vila se originou. Timbaúba é uma leguminosa, de madeira muito branca, por isso chamada pelos indígenas de “árvore de espuma, árvore muito branca, alvíssima” (do tupi timbo’ïwa).