Фамилия Татолина — женская форма фамилии Татолин, и её происхождение стоит искать в мужском прозвище или имени, лёгшем в основу. Сама основа «Татол» — редкая и неоднозначная, что делает фамилию особенно интересной для этимолога. Скорее всего, перед нами не календарное (церковное) имя, а мирское прозвище, образованное от диалектного слова.

Наиболее правдоподобная версия связывает «Татол» с диалектным глаголом «татолить» или «тотолить», который в некоторых русских говорах (особенно северных и сибирских) означал «говорить невнятно, бормотать, лепетать» или же «шататься, бродить без дела». Соответственно, прозвище Татол могли дать либо человеку с неразборчивой речью, либо непоседливому, праздному бродяге. В ономастике такие прозвища по поведению или особенностям речи — распространённый источник фамилий, хотя конкретно эта основа встречается нечасто.

Менее вероятна, но возможна версия о связи с тюркскими корнями. В некоторых тюркских языках есть слова, звучащие похоже, например, «тата» (отец, дед) или «тат» (чужой, инородец). Однако для фамилии, распространённой в центральной России, такая этимология выглядит натянутой: суффикс -ин указывает на типичную русскую модель образования от прозвища на -а/-я (Татоля → Татолин), а не на прямую тюркскую основу.

Суффикс -ин в фамилии Татолин указывает на принадлежность: «чей?» — Татолин, то есть сын или потомок Татолы. Это характерно для фамилий, возникших в среде крестьян и посадских людей, где прозвища часто закреплялись за родом без участия дворянской генеалогии. Географически фамилия встречается рассеянно, без ярко выраженного гнезда, но чаще фиксируется в документах по Тверской, Ярославской и Вологодской областям — то есть как раз в зоне бытования северных говоров, где слово «татолить» могло быть в ходу.

Таким образом, носитель фамилии Татолина, скорее всего, происходит от предка, которого в деревне прозвали за манеру речи или поведение — Татолой. Фамилия недворянская, народная, и её редкость говорит о том, что прозвище не получило широкого распространения, а осталось в рамках одного или нескольких родов.