Фамилия Тохтиярова образована от мужского варианта Тохтияров, а тот, в свою очередь, от тюркского имени или прозвища. Основа «Тохтияр» — сложное слово, где первая часть «тохт» связана с глаголом «останавливаться», «стоять» или «держаться», а вторая «яр» (йар) означает «друг», «товарищ» или «возлюбленный». Таким образом, имя Тохтияр можно перевести как «стойкий друг» или «верный товарищ». Впрочем, в некоторых тюркских диалектах «тохти» также могло быть формой имени Такташ (от «такта» — «остановка, привал»), что даёт значение «рождённый на привале» — распространённый мотив в кочевой культуре.

Модель образования фамилии типична для Поволжья и Урала: суффикс -ов/-ев присоединился к тюркскому имени, а окончание -а указывает на женскую линию. Такие фамилии часто встречаются у татар, башкир и чувашей, особенно в Оренбургской, Самарской и Челябинской областях. Фамилия Тохтияров зафиксирована в ревизских сказках XIX века среди тептярей и государственных крестьян — сословий, где активно смешивались тюркские и финно-угорские корни.

Редкость фамилии в том, что она почти не имеет русских параллелей. В отличие от массовых Иванов или Кузнецов, Тохтияровы сохранили прямую связь с доисламским тюркским именем, которое не стало популярным после принятия ислама (арабские имена вытесняли местные). Это указывает на то, что предки носителя фамилии, скорее всего, были из среды, долго державшейся за старые обычаи, — например, из кряшен (крещёных татар) или из южных башкирских родов, где языческие имена бытовали вплоть до XVIII века.