Фамилия Толубова — женская форма фамилии Толубов. В русской традиции такие фамилии образовывались от мужских через суффикс -а, указывая на принадлежность к роду (жена или дочь Толубова). Сама же основа ведет к прозвищу или нецерковному имени Толуб, которое могло закрепиться за человеком по разным причинам.

Скорее всего, в основе лежит слово «толубь» — один из диалектных вариантов слова «голубь». В южнорусских и украинских говорах начальное «г» нередко переходило в «т» или «к» (ср. «толубка» — голубка). Прозвище Толуб могли дать человеку с мягким, мирным нравом, либо тому, кто разводил голубей или торговал ими. В старину голубь был символом кротости и чистоты, но прозвища часто давались и по внешнему сходству — «голубиные» глаза, седые волосы.

Менее вероятна, но возможна связь с диалектным словом «толуба» — в некоторых говорах так называли неуклюжего, неповоротливого человека. Эта версия слабее, так как «толубь» гораздо шире представлен в письменных источниках и фамилиях (Толубеев, Толубенко).

Фамилия Толубов (и Толубова) встречается преимущественно в южных регионах России и на Украине — там, где были распространены переходы «г» в «т» в народной речи. Среди носителей фамилии есть люди разных сословий: в ревизских сказках XIX века Толубовы записаны как крестьяне, мещане и казаки. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что типично для прозвищных фамилий, возникших в простонародной среде.

Словообразовательная модель проста: корень Толуб- плюс патронимический суффикс -ов, указывающий на «сына Толуба». В отличие от фамилий на -ин (от основ на -а/-я), здесь использован типичный для мужских прозвищ и имен на согласный суффикс.