Фамилия Толобекова образована по самой распространённой в русском языке модели — от мужской формы Толобеков с помощью суффикса -а, указывающего на принадлежность к роду (буквально «жена или дочь Толобекова»). Основа фамилии — мужское имя Толобек, которое представляет собой типичное для тюркских народов сложение двух компонентов: «толо» (в разных тюркских языках может означать «полный», «целый», «сытый» или восходить к древнему личному имени) и «бек» (титул, означающий «господин», «князь», «владыка»).

Таким образом, имя Толобек можно перевести как «полный господин» или «цельный владыка», что в кочевых обществах Средней Азии было не столько описанием реального статуса, сколько благим пожеланием: чтобы мальчик вырос богатым, уважаемым, ни в чём не нуждающимся. Фамилия Толобекова, следовательно, указывает, что предок носителя носил это имя, а сама она закрепилась в русскоязычной среде при оформлении тюркских родовых имён по русскому образцу.

По географии фамилия Толобекова тяготеет к регионам, где исторически смешивались тюркские и русские традиции документирования, — прежде всего к Кыргызстану и Казахстану, а также к южным областям России и Узбекистану. Встречаемость фамилии невысокая, что говорит о её локальном происхождении: вероятно, родоначальник был заметным человеком в своём ауле или кишлаке, и его имя легло в основу фамилии одной семьи, а не целого сословия.

С точки зрения словообразования, фамилия интересна тем, что суффикс -ов- здесь присоединён к уже готовому тюркскому имени, а не к русскому прозвищу. Это типичный пример «обрусения» восточных имён в XIX — начале XX века, когда при переписях и записях в метрические книги тюркские отчества превращали в фамилии. В отличие от фамилий на -ин, которые чаще образуются от основ на -а/-я, модель на -ов универсальна и легко адаптирует любые имена.

Версий о происхождении основы «толо» несколько. Помимо значения «полный», в некоторых тюркских говорах «толо» может означать «плата», «выкуп» или быть вариантом имени Толубай (где «бай» — «богач»). Однако наиболее убедительной выглядит связь с тюркским «толык» — «совершенный, законченный», что в имени Толобек звучало как пожелание полноты власти и достатка.