Фамилия Тогутаева образована от мужского имени Тогутай, которое в тюркских языках означает «рождённый в полнолуние» или «луноподобный». Основа имени — «тогус» (девять) или «тоган» (рождённый), а «ай» — луна. У тюркских народов имя с компонентом «ай» давали мальчикам, появившимся на свет в ясную лунную ночь, считая это добрым знаком. Фамилия закрепилась с суффиксом -ев, характерным для русских фамилий нерусского происхождения: к основе Тогут- добавили патронимический показатель, указывающий на принадлежность роду Тогутая.

Географически фамилия тяготеет к Северному Кавказу — её носители встречаются среди карачаевцев, балкарцев, а также у народов Дагестана. В русской записи встречаются варианты Тогутаев и Тогутаева, причём женская форма нередко сохраняет ударение на последнем слоге, как в тюркских языках. Мужской вариант — Тогутаев — фиксируется в архивных списках переселенцев XIX века, что указывает на возможную миграцию предков из горных районов на равнину.

Словообразовательная модель здесь простая: тюркское личное имя Тогутай + русский суффикс принадлежности -ев. Суффикс -ай в тюркских именах часто придаёт ласкательный или уменьшительный оттенок, поэтому Тогутай могло быть домашним, внутрисемейным прозвищем, а полное имя звучало иначе. В отличие от фамилий на -ов, где основа — чистое имя, здесь суффикс присоединился к уже оформленному имени, что типично для фамилий, возникших на стыке тюркской и русской традиций.

Спорных версий немного. Иногда Тогутай связывают с монгольским «тогту» (стойкий, крепкий), но это менее вероятно: фонетика и ареал фамилии указывают на тюркские корни. В некоторых диалектах «тогутай» могло означать «девятый ребёнок» (от «тогус» — девять), но такая трактовка встречается реже и не подкреплена письменными источниками.