Фамилия Тобол — редкий случай, когда географическое название перешло в фамилию напрямую, без суффикса. В большинстве русских фамилий топонимы обрастают «-ский» (Тобольский) или «-ов» (Тоболов), но здесь основа осталась нетронутой. Это указывает на то, что фамилия могла закрепиться за человеком в форме прозвища — его назвали по реке Тобол, либо он сам называл себя так после переселения с её берегов. В пользу «речной» версии говорит и то, что Тобол — левый приток Иртыша, протекающий по территории современного Казахстана и России. В XVI–XVII веках эти земли активно осваивались служилыми людьми и казаками, и прозвище по реке было естественным способом идентификации новоприбывшего: «откуда?» — «с Тобола».

Морфологически фамилия стоит особняком. Если бы её образовали от имени или прозвища с помощью патронимического суффикса, мы бы видели «Тоболов» или «Тоболин». Отсутствие суффикса — архаичная черта, характерная для прозвищ, которые со временем застыли в качестве фамилий. Такая модель встречается у фамилий, образованных от названий рек, гор, городов (Дон, Волга, Ока, Урал), но для русской ономастики она не типична: гораздо чаще топоним давал фамилию через суффикс -ский, указывающий на принадлежность к местности. Поэтому «Тобол» — скорее исключение, чем правило.

Есть и другая, менее очевидная версия: фамилия могла возникнуть не от реки, а от дохристианского имени или прозвища Тобол. В древнерусских говорах слово «тобол» или «тоболь» фиксировалось в значении «мешок, сумка, котомка» (ср. диалектное «тоболка» — узелок, мешочек). В этом случае прозвище мог получить либо человек, носивший с собой мешок (торговец, странник), либо тот, кого дразнили за привычку копить или прятать вещи. Однако эта версия менее надёжна: значение «мешок» локально и не везде засвидетельствовано, а топонимическое происхождение для фамилии Тобол лежит на поверхности.

География фамилии сегодня не привязана к одному региону. Носители встречаются и в Западной Сибири (логично, если корни ведут к реке), и в центральной России, и на Урале. Но в целом фамилия редкая: в списках частотных русских фамилий она не фигурирует. Это значит, что род мог быть немногочисленным или происходить от одного общего предка, чьё прозвище закрепилось за потомками без вариаций.