Фамилия Толмачинский образована от прозвища или профессии предка. Её основа — слово «толмач», которое в древнерусском языке означало переводчика, устного толкователя. В эпоху, когда значительную часть населения составляли инородцы или когда велась активная торговля с соседними народами, толмачи были востребованы на княжеском дворе, в посольствах, на ярмарках. Человек, владевший несколькими языками, получал прозвище Толмач, а его потомки — фамилию на -ский.

Суффикс -ский указывает на дворянское или шляхетское происхождение в польской и западнорусской традиции. Однако в случае с Толмачинским это не обязательно означает принадлежность к знати. В XVI–XVII веках суффикс -ский активно использовался для образования фамилий от географических названий или профессий у мещан и казаков. Здесь же мы видим типичную модель: основа «Толмач» + суффикс -ин- (указывающий на принадлежность) + -ский. Таким образом, Толмачинский — это буквально «сын толмача», где -ин- стянулось до -и- в произношении.

Географически фамилия тяготеет к западным и южным областям Российской империи: Белоруссии, Украине, а также к бывшим землям Речи Посполитой. Встречается она и у потомков казаков, так как толмачи были нужны в Запорожской Сечи для переговоров с крымскими татарами и турками. В центральной России фамилия редка: там чаще встречались Толмачёвы (от той же основы, но с другим суффиксом).

Однокоренные фамилии — Толмачёв, Толмач, Толмацкий. Отличие Толмачинского в том, что суффикс -инский придаёт ей более «книжный», административный оттенок: так могли назвать не просто сына толмача, а человека, который служил при толмаче или происходил из семьи, где эта профессия передавалась по наследству. В документах XIX века носители фамилии чаще всего значатся мещанами или однодворцами, реже — дворянами. Известных исторических личностей с этой фамилией нет, что типично для профессиональных прозвищ, не связанных с крупными родами.