Фамилия Толстунова — женская форма фамилии Толстунов, а та, в свою очередь, образована от прозвища Толстун. В основе лежит прилагательное «толстый», но не в обиходном значении «полный, упитанный», а в более древнем — «здоровый, крепкий, сильный». В старину «толстый» означало «дородный, видный, основательный», и такое прозвище давали не столько за лишний вес, сколько за физическую мощь и надёжность.

Разберём словообразовательную модель. Суффикс -ун в русском языке характерен для имён, образованных от глаголов (бегун, крикун), но в прозвищах он мог присоединяться и к прилагательным, подчёркивая ярко выраженный признак. Толстун — буквально «тот, кто толст», то есть человек, которого эта черта отличала особенно заметно. Затем к основе добавился стандартный патронимический суффикс -ов, давший фамилию Толстунов («сын Толстуна»). Модель типична для центральной и северной России, где фамилии на -ов и -ев составляют большинство.

Географически фамилия Толстуновы встречается в разных регионах, но заметный след оставила на Урале и в Сибири. В переписных книгах XVII–XVIII веков встречаются крестьяне и посадские люди с этим прозвищем: например, в документах по Вятке и Пермскому краю. Это указывает на то, что предки носителей фамилии были скорее всего вольными или государственными крестьянами, а не дворянами — дворянские роды с такой фамилией не известны.

Интересно сравнить с однокоренными фамилиями: Толстой, Толстых, Толстяков. Толстой — старая дворянская фамилия (знаменитый род), где «толстый» тоже изначально значило «сильный». Толстых — типичная для севера форма родительного падежа множественного числа («из семьи Толстых»). Толстяков образован через суффикс -як, тоже указывающий на носителя признака. Толстунова стоит в этом ряду особняком: её суффикс -ун встречается реже, что делает фамилию более редкой и локальной.

Если искать корни, то прозвище Толстун могло закрепиться за человеком, который славился не только крепким телосложением, но и, возможно, упрямством или медлительностью — в народе «толстун» иногда употреблялось иронически. Но основное значение оставалось нейтрально-описательным: «здоровяк». Фамилия не несёт уничижительного оттенка, а скорее фиксирует внешнюю примету предка, которая оказалась важной для его окружения.