Фамилия Токторбаев — яркий пример тюркских фамилий, распространённых в Средней Азии и среди народов, исторически связанных с тюркским миром. Её основа — мужское личное имя Токторбай, которое состоит из двух частей: «токтор» и «бай».

Первая часть, «токтор», восходит к тюркскому слову «тоқта» (остановись, стой) или к глаголу «тоқтау» (останавливаться, задерживаться). В именах этот корень часто использовался как оберег: считалось, что имя, означающее «остановись», «задержись», убережёт ребёнка от ранней смерти, «привяжет» его к жизни. Вторая часть — «бай» — в тюркских языках означает «богач», «господин», «хозяин», а в составе имён указывала на знатность, достаток или просто пожелание богатой жизни. Таким образом, Токторбай — это «остановись, богач» или «будь стойким, как господин», что звучит как имя-пожелание долголетия и благополучия.

Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ев, который присоединяется к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или гласный «й». В данном случае от имени Токторбай (где «й» на конце) по правилам русской грамматики возникла форма Токторбаев. Такой способ — добавление суффикса к полной форме имени — типичен для фамилий, которые фиксировались в документах Российской империи в XIX–XX веках. Сословная принадлежность первых носителей могла быть разной: от кочевников-скотоводов до оседлых крестьян и ремесленников, но в любом случае фамилия указывает на родство с человеком по имени Токторбай.

Географически фамилия Токторбаев чаще всего встречается в Кыргызстане, Казахстане и среди тюркоязычных народов России (например, у казахов, киргизов, ногайцев). В русском языке она сохранила ударение, свойственное тюркской основе: на последний слог — Токторба́ев. Редкость фамилии в том, что она не несёт отсылок к профессии или внешности, а целиком построена на магическом имени-обереге, что делает её ценным свидетельством народных верований и традиций имянаречения.