Фамилия Токмасов образована от прозвища Токмас, которое давали человеку плотного, коренастого телосложения. В тюркских языках, откуда слово пришло в русские говоры, «токмак» означает «колотушка», «деревянный молот», «пест» — тяжелый предмет для толчения или забивания. Прозвище Токмас или Токмак получал либо крепыш невысокого роста, либо человек упрямый, «тяжелый» в общении, которого трудно сдвинуть с места. В русских диалектах слово «токмач» имело и переносное значение — «толкач», «назойливый человек», но основная мотивация всё же шла от физической характеристики.

Словообразовательная модель фамилии стандартна для русского ономастикона: основа Токмас плюс типичный фамильный суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей сын?» — Токмасов). Важная деталь: в основе нет суффикса -ак-, который дал бы форму Токмаков. Фамилия Токмасов фиксирует именно вариант Токмас, что встречается реже, чем более распространённая Токмаков. Это может говорить о том, что прозвище бытовало в форме без наращения — Токмас, а не Токмак, либо о том, что фамилию записали в документах с усечением конечного -к (явление, известное в русской антропонимии XVII–XVIII веков).

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и поволжским областям, где было сильно тюркское влияние. Встречается она и у донских казаков, и у крестьян Рязанской, Тамбовской губерний. При этом Токмасов — фамилия недворянская, крестьянская или мещанская по происхождению. В дореволюционных списках она не встречается среди столбового дворянства, что подтверждает её прозвищную, бытовую природу.

Однокоренные фамилии — Токмаков, Токмачёв, Токмачов — все восходят к тому же тюркскому корню, но различаются суффиксами. Токмасов стоит особняком: если Токмаков образован напрямую от Токмак, то Токмасов предполагает либо иную форму прозвища, либо более позднюю адаптацию через церковнославянскую или канцелярскую запись.