Фамилия Толеуовы происходит от личного имени Толеу, которое восходит к тюркскому слову «толеу» — «желание; желанный». Скорее всего, так называли долгожданного ребенка, и потомки человека с таким именем со временем закрепили за собой фамилию Толеуов.

Суффикс -ов в фамилии указывает на классическую русскую модель образования от отчества: Толеуов буквально значит «сын Толеу». Такая схема типична для многих тюркских фамилий, которые оформились под влиянием русской административной традиции в XIX–XX веках.

Представители фамилии встречаются в Памятных книгах разных регионов Казахстана, что говорит о широком расселении рода. В Книгу памяти Мангистауской области внесен Толеуов Бекмагамбет, родившийся в 1873 году в Мангистауском районе Гурьевской области. В Книге памяти Восточно-Казахстанской области упоминается Толеуов Каскабас (р. 1895) из Чубартауского района Семипалатинской области. В Книге памяти Атырауской области записан Толеуов Шага (р. 1875), проживавший в Жилокосинском районе Гурьевского округа.

Эти записи ценны не только как свидетельства конкретных людей, но и как маркеры географии: фамилия бытовала от западного Прикаспия до восточных степей, что типично для кочевых родов, не привязанных к одному оседлому центру. Имя Толеу в тюркской ономастике могло также нести оттенок «выстраданный, вымоленный» — в некоторых диалектах корень связан с понятием платы, воздаяния, то есть ребенок, данный свыше в ответ на просьбы.

Процесс формирования каждой отдельной ветви фамилии мог быть длительным и не всегда имел привязку только к одной местности, поэтому окончательно говорить о точном времени и месте происхождения фамилии Толеуов можно лишь на основании серьезных генеалогических исследований. Однако уже сейчас ясно: фамилия — памятник восточной культуры, в котором соединились тюркское имя-пожелание и русская форма родового прозвания.