Фамилия Тончаев — редкий пример, где основа почти наверняка не русская, а тюркская, хотя оформлена она по русской словообразовательной модели. Разберёмся по порядку.

Фамилия образована с помощью патронимического суффикса -ев, который присоединяли к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или шипящий. Центральный элемент — корень Тонча-. Он восходит к тюркскому антропониму или прозвищу. Самая правдоподобная версия связывает его с тюркским словом «тон» — шуба, одежда, а также «тон» в значении «замерзать, стынуть». В таком случае Тонча — это уменьшительная или ласкательная форма имени Тон, которое могло даваться ребёнку, родившемуся в сильный мороз, или же человеку, который носил характерную одежду, например, тулуп. Суффикс -ча в тюркских именах (сравните Алтынча, Карача) часто придаёт значение «маленький, младший» или просто служит для образования личного имени.

Менее вероятно, но не исключено, что в основе лежит диалектный глагол «тончать» — делать тонким, или прилагательное «тонкий». Однако фамилии от таких корней обычно выглядят как Тонков, Тонких, а форма с -ча- здесь нехарактерна для русской ономастики. Скорее всего, перед нами результат обрусения тюркского прозвища: крещёный татарин, башкир или чуваш получал фамилию по имени отца — Тонча, а суффикс -ев сделал её привычной для русского уха.

Географически фамилия Тончаев встречается в Поволжье и на Урале — в регионах, где веками жили тюркские народы в тесном соседстве с русскими. Это косвенно подтверждает версию о тюркском происхождении. Носители фамилии в прошлом могли быть крестьянами или мелкопоместными служилыми людьми, но точных сословных данных по этой редкой фамилии нет.

В написании обращает на себя внимание ударение: оно почти всегда падает на второй слог — ТончАев, что тоже типично для фамилий с тюркской основой, где ударение смещается на суффикс.