Фамилия Тохтаулов — редкий случай, когда тюркское имя закрепилось в русской фамильной модели почти без изменений. Её основа — мужское имя Тохтаул, которое состоит из двух корней: «тохта» (стой, остановись) и «ул» (сын, мальчик). В буквальном переводе с татарского или казахского — «стой, мальчик» или «остановись, сын». Такие имена-обереги давали, чтобы уберечь ребёнка от болезней или смерти: считалось, что злые духи, услышав имя с повелительным значением, потеряют к нему интерес.

Суффикс -ов указывает на русскую модель образования: фамилию получили по отцу (чей? — Тохтаулов). Обычно так оформляли фамилии в среде служилых татар, башкир и других тюркских народов, которые в XVI–XVIII веках входили в состав Русского государства. Носители фамилии — скорее всего, потомки тех, кто нёс военную или административную службу в пограничных землях, например, в Казанском или Астраханском крае.

Интересно, что имя Тохтаул фиксируется в исторических документах. В «Ономастиконе» С. Б. Веселовского упоминается Тохтаул, татарский мурза, выехавший на службу к московскому князю. Если это так, то фамилия могла возникнуть в среде служилых людей, получивших поместья и записанных в русские разрядные книги. В таком случае Тохтауловы — не случайная фамилия, а маркер социального статуса: предок был не рядовым кочевником, а знатным выходцем, принявшим подданство.

Географически фамилия встречается в Поволжье (Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область) и на Северном Кавказе, особенно среди кумыков и ногайцев. В русской среде она почти не бытует — это верный признак того, что она сохранилась в среде потомков тюркской служилой знати или казачества, где тюркские корни не скрывали, а напротив, подчёркивали происхождение.

Вариант написания — Тохтаулов, а не Тохтаулов (с ударением на второй слог) — тоже показателен: он передаёт тюркское произношение, где «у» краткое, почти как «ў». В русских документах могли писать и Тохтаулов, и Тохтоулов, но форма с «а» во втором слоге — исходная.