Фамилия Толченов (а также её вариант Толчёнов) ведёт начало от прозвища, в основе которого лежит древний глагол «толочь» — «мельчить, дробить, разбивать», «измельчать бойком, кием, пестом», «дробить в ступе». Человек, получивший такое прозвище, мог заниматься толчением зерна, круп или других продуктов, что было обычным делом в крестьянском и ремесленном быту. Однако это лишь первая, самая прямая версия.

Интереснее другая: основой для прозвища могло послужить диалектное нарицательное «толчея». В говорах так называли «крутое волнение на отмели, между камнями у берега, на спорном течении». В переносном значении «толчея» — «пустомеля». Отсюда две неожиданные ветви: Толченом могли прозвать опытного моряка или лоцмана, хорошо знающего опасные места на реке, либо, наоборот, словоохотливого и общительного человека, который без умолку «толчёт» языком. Какая версия правдоподобнее — сказать трудно, но обе показывают, что прозвище не обязательно связано с ремеслом, оно могло отражать характер или занятие, заметное окружающим.

Фамилия Толчёнов образована от прозвища Толчёный — той же основы, но с иным суффиксальным оформлением. Здесь модель проще: причастие «толчёный» прямо указывает на того, кого толкли, либо на предмет, подвергшийся толчению, но в прозвищном смысле оно скорее закрепилось за человеком по тому же принципу, что и Толчен. Варианты с «о» и с «ё» в написании — не ошибка, а следствие того, что в старых документах букву «ё» часто не различали или писали через «е». Потомок человека, обладающего прозвищем Толчёный, со временем получил фамилию Толчёнов, а тот, чьего предка звали Толчен, стал Толченовым.

Фамилия относится к распространённому типу русских фамилий на -ов, образованных от прозвищ. Суффикс -ов здесь указывает на принадлежность: сын, потомок Толчена. Подобных фамилий в русском ономастиконе много: Толкачёв (от «толкать»), Толкунов, Толмачёв — все они строятся по одной модели, но каждая хранит свою историю. Унбегаун в работе о русских фамилиях отмечает, что такие образования от глагольных основ — древний и продуктивный пласт, и Толченов здесь не исключение.

Встречается фамилия в разных регионах, но чаще в центральной России и Поволжье, где диалектное слово «толчея» было в ходу. Точных данных о первых носителях нет, но по модели образования можно уверенно говорить: фамилия не дворянская, а народная, из крестьянской или посадской среды. Известных исторических личностей с такой фамилией не зафиксировано, что не делает её менее интересной — напротив, она сохранила в себе живую речь, которая давно ушла из обихода.