Фамилия Толонбойко звучит так, будто за ней стоит целая история — и это правда. Она украинская по происхождению, что выдает характерный суффикс -ко, типичный для фамилий, образованных в юго-западных землях Российской империи. Суффикс -ко в украинской ономастике часто выполнял роль уменьшительности или указывал на принадлежность к роду: Толонбойко — это, скорее всего, «сын или потомок Толонбоя» или «маленький Толонбой».

Основа фамилии — прозвище Толонбой. Здесь мы сталкиваемся с тюркским следом. Слово «толон» (или «талан») в тюркских языках означает «добыча», «трофей», а «бой» — «бей», то есть господин, предводитель. Таким образом, Толонбой могло быть прозвищем для человека, который был «господином добычи» — удачливого воина, предводителя набега, или же просто человека, который жил за счет военной добычи. В украинских степях и на Запорожье такие тюркские заимствования в прозвищах были обычным делом из-за постоянных контактов с крымскими татарами и ногайцами.

Вторая, менее вероятная, но возможная версия — связь с украинским диалектным словом «толон» (толока), то есть совместная работа общиной. В этом случае Толонбой мог означать «бой на толоке» или «забияка во время совместной работы», но тюркское происхождение выглядит убедительнее, так как суффикс -бой скорее указывает на имя, чем на действие.

Фамилия редкая, и её носители, вероятно, происходят из исторических регионов современной центральной или восточной Украины, где смешивались славянские и тюркские влияния. Сословно это, скорее всего, казацкое или крестьянское прозвище, которое закрепилось за родом. Поскольку фамилия не дворянская и не духовная, её носители в XIX веке относились к податным сословиям.