Фамилия Томусик — редкий пример фамилии, образованной не от полного, а от уменьшительно-ласкательной формы имени. В её основе лежит просторечная форма канонического имени Фома (от арамейского «близнец»). В русской традиции имя Фома часто смягчалось и сокращалось до Тома, Томы, откуда и пошло производное Томуся — ласковое обращение к человеку по имени Фома. Суффикс -ик в фамилии указывает на «малого» или «младшего»: Томусик — буквально «сын Томуси» или «маленький Тома».

Модель образования здесь нестандартна для русских фамилий. Обычно фамилии на -ик характерны для украинской и белорусской ономастики (как Ковалик, Шевчик), но в данном случае суффикс мог закрепиться в западных регионах Российской империи, на границе с Беларусью или в украинских землях. Встречается фамилия и в Польше, где -ik — типичный патронимический суффикс. Таким образом, Томусик — это фамилия-указание на отца: предка звали Томуся (Фома), а его потомки стали Томусиками.

Географически фамилия тяготеет к западу: носители встречаются в Брестской и Гродненской областях Беларуси, на Волыни в Украине, а также среди потомков эмигрантов в США и Канаде. В России фамилия крайне редка, что подтверждает её региональное происхождение. Социально предки могли быть крестьянами или мещанами — фамилии на -ик в этой среде фиксировали прозвище отца, а не сословную принадлежность.

Споров о происхождении почти нет. Единственная альтернативная версия — от литовского или жемайтского корня (ср. лит. Tomas — Фома), но это лишь подтверждает ту же основу, только в балтийском звучании. Более правдоподобно, что фамилия славянская, с типичным для пограничья суффиксом, и её носители — потомки человека, которого в быту звали ласково Томуся.