Фамилия Тончихин — редкий случай, когда прозвище, скорее всего, образовано от глагола, а не от имени или профессии. В её основе лежит древнерусское слово «тончить» — точить, заострять, делать тонким. В некоторых говорах «тончить» означало также «привередничать, капризничать» или «хитрить, лукавить». Человек, получивший такое прозвище, мог быть либо ремесленником, работающим с заточкой инструментов (ножей, топоров), либо, наоборот, отличаться придирчивым, взыскательным нравом.

Модель образования фамилии нестандартна. Суффикс -ихин встречается реже, чем привычные -ов или -ин, и указывает на принадлежность по женской линии: «чей?» — Тончихина, то есть сын Тончихи. Сама Тончиха — это жена или вдова человека по прозвищу Тончий (или Тонча). Такая патронимическая цепочка (прозвище мужа → прозвище жены → фамилия сына) характерна для северных и сибирских регионов России, где были распространены фамилии на -ихин, -ыхин.

По другой, менее вероятной версии, основа могла быть искажена при переписи: Тончихин мог возникнуть от фамилии Тончиков или Тончаков, где суффикс -ихин закрепился случайно из-за ошибки писаря. Но учитывая, что глагол «тончить» активно бытовал в народной речи, первая версия выглядит убедительнее.

Географически фамилия тяготеет к Вятке и Пермскому краю — именно там фиксируются старые формы на -иха, -ихин. В центральных областях России такой способ образования фамилий почти не встречается. Таким образом, предки Тончихиных, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками из северных русских земель, а сама фамилия хранит память о конкретном бытовом прозвище — либо острого на язык человека, либо мастера по заточке.