Фамилия Томарева — женская форма фамилии Томарев. Её основа — мужское личное имя или прозвище Томарь, которое и легло в основу фамилии. Словообразовательная модель здесь классическая: к основе на мягкий согласный добавляется суффикс -ев. Если бы основа оканчивалась на твёрдый согласный, мы бы видели суффикс -ов, но в данном случае работает правило мягкой основы.

Происхождение самого прозвища Томарь неоднозначно. Самая вероятная версия — связь с диалектным словом «томар» или «томарь», которое в ряде русских говоров означало «большой молот», «колотушку» или «тяжёлый предмет». Такое прозвище мог получить кузнец, молотобоец, либо человек с грубой, тяжёлой походкой или характером — «тяжёлый на подъём». В ономастике известны аналоги: фамилии Томаров, Томарёв, которые фиксируются в южнорусских и поволжских регионах, где слово «томар» бытовало в значении «пест» или «трамбовка».

Менее распространённая гипотеза — происхождение от крестильного имени Фома (в просторечии — Хома, Тома). В этом случае Томарь могло быть уменьшительно-пренебрежительной формой, аналогично тому, как от имени Иван образовались Иванарь, Иванка. Однако эта версия слабее, так как для Фомы более типичны формы Фомка, Фомич, а «Томарь» как производное встречается редко и не имеет устойчивой традиции в святцах.

Фамилия Томарева не относится к числу широко распространённых, её носители в основном сосредоточены в центральных и южных областях России, а также среди казачества. В исторических документах фамилия Томарев встречается с XVII века, например, в переписных книгах Воронежского уезда. Социальный состав носителей был смешанным: от крестьян и ремесленников до мелких служилых людей, что типично для фамилий, образованных от прозвищ, а не от знатных родов.