Фамилия Толстенёв может быть образована от прилагательного «толстый» с уменьшительным суффиксом "-еньк-", путем прибавления другого фамильного суффикса "ёв". Толстенький, толстый - человек дородный, тучный. Однако раньше прозвище по этому признаку не считалось уничижительным, так как полнота испокон веков была признаком здоровья, достатка и силы. Скорее всего, данная фамилия образовалась в крестьянской или купеческой среде. Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Толстенький, со временем получил фамилию Толстенёв.