Фамилия Томбулов — редкая и неоднозначная по происхождению. Её основа, «Томбул», не встречается в церковных святцах, а значит, перед нами не крестильное имя, а прозвище или адаптированное иноязычное слово. Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования: «чей?» — «сын Томбула».

Самая вероятная версия ведёт к тюркским языкам. В казахском и татарском есть слово «томбул» или «томпыл» — так называют неуклюжего, полного человека или, в некоторых диалектах, коротышку. Прозвище могли дать за внешность или манеру двигаться. В пользу этой гипотезы говорит и география: фамилия встречается у донских и оренбургских казаков, а также у татар-мишарей, где тюркские прозвища — обычное дело.

Менее вероятная, но возможная версия — происхождение от румынского или молдавского «tombul» (толстый, пухлый). Через Бессарабию и Причерноморье слово могло попасть в южнорусские говоры. Однако распространённость фамилии именно в ареале тюркских контактов (Астрахань, Урал, Кавказ) делает тюркскую этимологию предпочтительнее.

Встречается вариант написания «Томбулов» с буквой «а» в корне — «Тамбулов». Это не ошибка, а следствие акающего произношения, когда безударная «о» звучит как «а». В дореволюционных метрических книгах одну и ту же семью могли записать по-разному, поэтому при поиске предков стоит проверять оба написания.

Социальный состав носителей фамилии пёстрый: среди Томбуловых были и казаки, и крестьяне, и мещане. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. В советское время фамилия не исчезла, но осталась малочисленной — по данным современных телефонных справочников, её носителей в России не более нескольких сотен.