Фамилия Толмачинская — женская форма, а её мужской вариант — Толмачинский. В основе лежит слово «толмач»: так в Древней Руси называли переводчика, устного посредника при переговорах. Должность толмача известна с X–XI веков, а в дипломатических и торговых делах она была незаменима. Прозвище Толмач давали человеку, который знал несколько языков или часто выступал как переводчик. От этого прозвища через суффикс принадлежности -ин- (с усечением основы) образовалась фамилия Толмачин, а затем, по типичной модели, — Толмачинский с указанием на принадлежность к роду или местности.

Суффикс -ск- обычно указывает на географическое или сословное происхождение. В случае с Толмачинскими он мог означать, что предок владел землёй или жил в населённом пункте, названном в честь толмача. Такие топонимы встречались: например, деревня Толмачи или Толмачово. Однако не исключён и вариант, что фамилия образована прямо от прозвища Толмач с добавлением -инский, как это делали при записи в ревизские сказки — для придания «благородного» звучания.

Фамилия относительно редкая. Встречается в основном на западе и юге России, а также в Беларуси и на Украине — в тех землях, где исторически было много контактов с поляками, литовцами и татарами и профессия толмача была востребована. В польской ономастике известна фамилия Tłumacz, а также Tłumacki, что подтверждает общность корня.

С точки зрения словообразования, Толмачинская стоит в ряду таких фамилий, как Казначинский, Дьячинский, Ключарёвский — все они восходят к названиям должностей или ремёсел. Интересно, что в отличие от «переводчик» (калька с греческого), «толмач» — слово тюркского происхождения (ср. турецкое dilmaç), что указывает на древние контакты славян с тюркоязычными соседями. Таким образом, носительница фамилии Толмачинская может считать, что её предки были людьми, соединявшими разные языки и культуры.