Фамилия Толмосов — фонетический вариант более старой фамилии Талмасов. Если говорить просто, то предок носителя этой фамилии когда-то носил личное имя Талмас, а его дети и внуки стали писаться Талмасовы, то есть «сыновья Талмаса». Позже, в разговорной речи, гласный звук в корне изменился: «а» перешло в «о», и на письме закрепился вариант Толмосов. Такая замена — частое явление в русской ономастике, особенно в тех регионах, где тюркские имена соседствовали с русскими окончаниями.

Само имя Талмас восходит к татарскому слову со значением «неутомимый», «тот, кто не устает». Родители, давая такое имя сыну, вкладывали в него пожелание, чтобы мальчик вырос физически крепким, выносливым и стойким человеком, способным переносить тяготы и долгую работу. Имя было распространено в среде татар и других тюркских народов, а в русскую среду попадало через межэтнические контакты, торговлю и службу.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для русских фамилий: к основе Талмас (или Толмос) добавили патронимический суффикс -ов, который указывает на принадлежность к отцу. То есть Толмосов буквально значит «сын Толмаса». По сути, это такая же модель, как Иванов от Иван или Петров от Петр, только с иноязычным корнем.

Версия о происхождении от имени Талмас — основная и самая правдоподобная. Слабая альтернатива, что фамилия связана с русским словом «толмач» (переводчик), не выдерживает проверки: в этом случае мы бы ожидали форму Толмачов или Толмачев, а не Толмосов. Поэтому при разборе фамилии стоит отталкиваться именно от тюркского имени.

Фамилия Толмосов встречается в Поволжье и в тех областях, где исторически проживали татары и другие тюркские народы, — это косвенно подтверждает ее происхождение. В документах она могла писаться по-разному: Талмасов, Толмасов, Толмосов, пока в XIX–XX веках не закрепился один из вариантов. Носители фамилии, как правило, не помнят о тюркском корне, но он хорошо читается при обращении к старым метрическим книгам и ревизским сказкам.