Фамилия Томчакова — женская форма фамилии Томчаков, и её разумнее анализировать через мужской вариант, так как в русской традиции фамилии образовывались от имени или прозвища главы семьи. Основа фамилии — «Томчак», что сразу отсылает нас к западнославянскому, скорее всего, украинскому или белорусскому, ареалу. Суффикс «-ак» (или «-чак») в восточнославянских фамилиях часто указывает на принадлежность к роду, занятию или характерную черту человека. В данном случае «Томчак» — это производное от имени Тома, которое является краткой формой от крестильного имени Фома (греч. «близнец»). В украинском и белорусском языках имя Фома часто трансформировалось в Тома, а с помощью уменьшительно-ласкательного или патронимического суффикса «-чак» возникло прозвище «Томчак» — «маленький Тома» или «сын Томы».

Словообразовательная модель здесь проста: личное имя Тома (Фома) → прозвище Томчак (сын или человек, связанный с Томой) → фамилия Томчаков (чей? — потомок Томчака). В русской традиции фамилии на «-ов» закрепились за потомками мужчин с таким прозвищем. Фамилия Томчакова, соответственно, — это жена или дочь Томчакова. Географически фамилия тяготеет к юго-западным регионам Российской империи: современная Украина, Белоруссия, а также южные области России (Курская, Белгородская, Воронежская губернии), где было сильно влияние украинского языка. В этих местах имя Тома (Фома) было распространено, а суффикс «-чак» типичен для прозвищ.

Есть и вторая, менее вероятная версия: основа «Томч-» может восходить к тюркскому слову «томчак» (в некоторых тюркских языках — «бугорок» или «небольшая возвышенность»), но для славянской фамилии такое происхождение нетипично. Скорее всего, если носитель фамилии имеет тюркские корни, то это результат поздней русификации исходного прозвища, но без специальных генеалогических изысканий утверждать это сложно. Социально предки Томчаковых были, скорее всего, крестьянами или казаками, так как фамилии на «-ак» часто возникали в простонародной среде как прозвища по отцу.

Фамилия редкая. В дореволюционных метрических книгах и переписях она встречается фрагментарно, в основном на территории бывшей Слобожанщины. Её уникальность в том, что она сохранила западнославянский суффикс в русской патронимической модели, что делает её пограничной между двумя языковыми традициями.