Фамилия Толвинская — это женская форма, мужской вариант — Толвинский. Она имеет яркий географический след: суффикс -ск- прямо указывает на происхождение от названия местности, населённого пункта или реки. Такие фамилии в основном закреплялись за дворянами, шляхтой и духовенством, но со временем распространились и среди других сословий, особенно в западных регионах Российской империи. В основе фамилии лежит топоним Толва, Толвино или Толвин. На карте Восточной Европы можно найти несколько таких точек: например, деревня Толва в Литве (Алитусский уезд) или местечко Толвин в Беларуси (Минская область). Встречается и село Толвино в Костромской области России — это указывает на возможное северное или центральное русское происхождение, хотя суффикс -ск- для крестьянских фамилий там менее типичен.

Сам корень «толв» неочевиден. Вероятнее всего, он восходит к балтийскому или славянскому слову со значением «толпа», «множество» (ср. литовское talva — «толпа, ватага»). В древности так могли прозвать шумное, многолюдное поселение или реку с бурным течением. По другой версии, «Толва» — это вариант имени или прозвища Толвой, где «тол» означает «толстый, полный», но это менее надёжно, так как суффикс -ин- в топониме обычно указывает на принадлежность («Толвин» — «земля Толвы»), а не на качество.

Фамилия Толвинская редкая. Её носители в XIX — начале XX века встречались в документах среди дворян и разночинцев Виленской, Минской и Ковенской губерний. Если предки носили эту фамилию, они, скорее всего, происходили из шляхетского рода, владевшего усадьбой или участком в местечке Толвин, или из духовного сословия, где фамилии на -ский давали по названию прихода. Мужской вариант Толвинский фиксируется и в польском ономастиконе, что подтверждает связь с польско-литовскими землями.