Фамилия Токтабаянова — женская форма мужской фамилии Токтабаянов, и её стоит разбирать через мужской вариант. Словообразовательная модель здесь прозрачна: основа Токтабаян + суффикс -ов (в женском роде — -ова). Суффикс -ов типичен для русских фамилий, образованных от личных имён или прозвищ, и указывает на принадлежность («сын Токтабаяна»). Сама же основа — сложносоставное тюркское имя, распространённое у казахов, башкир, татар и других народов.

Корень «Токта-» восходит к тюркскому глаголу toqta- — «остановись», «стой», «погоди». Вторая часть «-баян» — это апеллятив bajan (бай, богач, богатый) или имя Баян (распространённое у тюрков, означающее «богатство», «счастье»). Таким образом, Токтабаян — это двусоставное личное имя с пожелательной семантикой: «остановись на богатстве» или «будь стойким в богатстве». В доисламской и раннеисламской тюркской традиции такие имена давали, чтобы закрепить за ребёнком удачу и достаток.

Географически фамилия Токтабаянова почти наверняка имеет казахские корни. В Казахстане фамилии на -ов/-ова массово закрепились в советский период, когда тюркские родовые имена и отчества русифицировали по русской модели. Встречается она также у башкир и татар, но реже. В русских переписях и справочниках эта фамилия редка — её носители, скорее всего, потомки тюркских кочевников, осевших в XVIII–XIX веках на территории современного Казахстана или Поволжья.

Спорных версий здесь немного. Иногда «баян» путают с музыкальным инструментом, но это случайное созвучие: тюркское bajan к русскому «баян» отношения не имеет. Ещё один вариант — что «Токта» может быть не глаголом, а частью имени Токтамыс (историческое имя, означающее «остановись»), но тогда вторая часть была бы другой. Правдоподобнее всего — именно двусоставное имя с пожелательным смыслом.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Токтабаянов стоит в одном ряду с Токтаровыми, Токтамышевыми, Токтагуловыми — все они образованы от имён с корнем «токта-». Но «баяновская» часть выделяет её: она указывает на акцент на богатстве, а не на других качествах. Социально предки носителей фамилии могли быть из зажиточных скотоводов или родовой знати, но это лишь предположение — точных сословных данных по этой фамилии в открытых источниках нет.