Фамилия Томсинова — женская форма, а её мужской вариант — Томсинов. Это отчество второго порядка, то есть фамилия, образованная от имени или прозвища отца через суффикс -ов. Основа здесь — Томса, уменьшительная форма от крестильного имени Фома (греч. «близнец»). В русской народной традиции имя Фома часто сокращали до Томы, Томки, Томши, а суффикс -с- (в слове Томса) — редкий, но не уникальный вариант, встречающийся в северных и сибирских говорах.

Модель образования простая: Томса → Томсин (чей сын? — сын Томсы) → Томсинов (внук Томсы). Фамилии с конечным -инов, а не -ов, обычно указывают на более позднюю фиксацию: сначала отчество звучало как «Томсин сын», а потом, при переходе в фамилию, к нему добавили ещё одну патронимическую приставку -ов. Такая двойная суффиксация характерна для крестьянских фамилий Центральной России и Поволжья, где в XVII–XIX веках активно шёл процесс «узаконивания» родовых имён.

Географически фамилия Томсинов не массовая, но встречается в документах переписей по Вятской, Пермской и Костромской губерниям. Это соответствует ареалу, где имя Фома было особенно популярно среди староверов и крестьян-середняков. В отличие от южнорусских областей, где чаще использовали вариант Фомин, на севере и востоке приживались именно производные с суффиксом -с-: Томсин, Томшинов, Томсаков.

Есть и вторая, менее вероятная версия: Томса могло быть прозвищем от диалектного «томса» — в некоторых говорах так называли вялого, медлительного человека (от «томить»). Но в таком случае фамилия строилась бы по той же модели, что и от имени, и разница между прозвищным и именным происхождением для носителя фамилии сегодня уже не принципиальна — оба корня ведут к одному и тому же социальному слою: крестьянам или посадским людям, получившим фамилию по отцу не позднее начала XIX века.

Таким образом, Томсиновы — потомки человека по имени Фома, которого в быту звали ласково или уменьшительно Томсой, а фамилия закрепилась через поколение, когда внук стал писаться не просто Томсин, а Томсинов.