Фамилия Толегенов — классический пример фамилии, образованной по русской патронимической модели от тюркского личного имени. Основа здесь — мужское имя Толеген, а суффикс -ов указывает на принадлежность: «сын Толегена» или «из рода Толегена». Происхождение фамилии напрямую связано с казахской и, шире, тюркской ономастикой.

Имя Толеген — сложное, состоит из двух частей. Первая часть «төле» восходит к глаголу со значением «платить», «возмещать», «расплачиваться». Вторая часть — «ген» — это искажённая форма древнетюркского «хан» или «кан» (кровь, род, правитель) либо суффикс, означающий «рождённый, происходящий». Таким образом, наиболее убедительная версия значения имени — «рождённый для уплаты долга» или «тот, кто возмещает». В родильной магии тюркских народов такое имя могли дать ребёнку, рождённому после смерти старшего родственника или в трудное для семьи время, символически «выкупая» его у судьбы.

Географически фамилия Толегенов распространена прежде всего в Казахстане, а также среди казахов, живущих в России (особенно в Оренбургской, Астраханской областях и Алтайском крае). Встречается она и у других тюркских народов, но как казахская она наиболее типична. Русская модель образования с суффиксом -ов указывает на то, что фамилия закрепилась в период активного взаимодействия казахских родов с Российской империей — в XVIII–XIX веках, когда при переписях и оформлении документов тюркские имена русифицировали.

С точки зрения социальной истории, предки современных Толегеновых — это не дворяне и не купцы, а обычные кочевники-скотоводы, входившие в определённый род (жуз, ру). Фамилия не несёт указания на сословие, но говорит о том, что родоначальник носил имя Толеген, которое могло быть дано по описанной выше причине. Встречается и вариант написания с «ё» — Толегёнов, хотя нормативным для русского документооборота считается написание через «е».

Среди носителей фамилии есть известные люди, например, казахстанский борец вольного стиля Нурсултан Толегенов, но для большинства носителей фамилия — это просто связь с предком, имя которого имело глубокий смысл: расплата и выкуп за жизнь.