Фамилия Толов — редкий случай, когда на первый взгляд прозрачная основа таит в себе не одну, а три совершенно разные версии происхождения. Самая очевидная связь — с прилагательным «толый» (голый, обнажённый). В этом случае фамилия образовалась от прозвища Толый, которое в старину давали человеку без особых причин: бедняку, не имевшему имущества, лысому, или же тому, кто ходил без шапки и верхней одежды. Модель типична: суффикс -ов указывает на принадлежность (чей? — Толов, то есть сын Толого). Однако здесь есть фонетическая тонкость: в русских говорах слово «толый» произносилось и как «толой», и как «талой», поэтому в разных регионах от одного прозвища могли возникнуть фамилии Толов, Талый, Талызин и даже Толубеев.

Вторая версия отсылает к тюркским корням. В татарском и башкирском языках «тол» означает «вдова». Прозвище Тол или Толов мог получить мужчина, женившийся на вдове, либо ребёнок, оставшийся без отца. Эта версия особенно правдоподобна для Поволжья и Приуралья, где фамилии с основой «тол» встречаются у татар и башкир, но в русифицированной форме — с русским суффиксом -ов. Третья, менее вероятная гипотеза — от древнерусского имени Тол, сокращённой формы от Толстой или Толик, но такие случаи единичны и документально почти не зафиксированы.

Географически фамилия Толов не привязана к одной местности, но заметно чаще встречается в Западной Сибири и на Урале. Это косвенно подтверждает «тюркскую» версию для части носителей: в XVI–XVII веках в этих краях активно смешивались русские переселенцы и местные народы, и фамилии-кальки с тюркских прозвищ были обычным делом. В центральных же областях России фамилия редка и почти всегда ведёт происхождение от прозвища Толый.

С точки зрения словообразования фамилия ничем не примечательна — стандартный патроним на -ов. Но именно многозначность корня делает её интересной: за одной и той же буквенной формой могут стоять и бедный крестьянин из Рязанской губернии, и потомок татарского вдовца, переселившегося в сибирскую деревню. Установить точную версию для конкретной семьи можно только через генеалогию — по месту жительства предков и их социальному положению.