Фамилия Тонитров — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Чтобы понять её корень, нужно отбросить привычную модель «основа + -ов/-ев». Здесь суффикс -ов присоединён к основе «Тонитр», которая сама по себе не является ни русским именем, ни очевидным прозвищем.

Вероятнее всего, Тонитров — искусственная фамилия, то есть созданная не в крестьянской или купеческой среде стихийно, а в духовном сословии. Семинаристы часто получали фамилии, образованные от латинских или греческих слов. В данном случае напрашивается латинское «tonitrus» — гром. Фамилия могла быть дана воспитаннику духовной семинарии как «говорящая» или просто благозвучная, по модели «молния — Молнин», «гром — Громов». Латинская основа «тонитр» (tonitrus) в русской передаче дала бы именно «Тонитров». Такие фамилии присваивались произвольно, без связи с характером или внешностью человека, — просто как звучный, книжный вариант.

Вторая, менее вероятная версия — греческая. Греческое слово «τοντίτρος» (tontítros) не существует в классическом языке, но можно предположить искажённое заимствование или запись фамилии по слуху от переселенцев-греков. Однако никаких подтверждений греческому корню нет, а латинская версия логичнее вписывается в практику русских духовных училищ XVIII–XIX веков.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: «сын Тонитра». Но так как самого имени «Тонитр» в святцах не было, это окончательно закрепляет версию искусственного, «кабинетного» происхождения. Фамилия могла возникнуть в центральных губерниях России, где были духовные академии — в Москве, Твери, Ярославле. Носителей Тонитровых крайне мало, и в дореволюционных источниках она встречается эпизодически, что характерно именно для семинарских фамилий, не получивших широкого распространения.

Таким образом, предок современных Тонитровых, скорее всего, был выпускником семинарии, получившим звучную фамилию в честь латинского «грома». Никакой связи с грозой или шумным характером в этой фамилии, скорее всего, нет — только книжная выдумка наставников.