Фамилия Тоньшин — это типичная русская «семейная» фамилия, которая отвечает на вопрос «чей ты будешь?». Она образована от личного именования Тоньша с помощью притяжательного суффикса -ин, который указывает на принадлежность: Тоньшин означает «сын Тоньши», «ребёнок Тоньши». Такой способ словообразования был одним из самых распространённых на Руси: если главу семьи звали, к примеру, Фома, то дети становились Фомиными, а если Тоньша — то Тоньшиными.

Само имя Тоньша — это просторечная, обиходная форма церковных имён Антоний или Антонин. Оба имени имеют греческие корни, и их значение трактуют двояко: либо «вступающий в бой», «противостоящий», либо «приобретающий взамен», «возмещающий». На русской почве эти имена прижились очень хорошо, поскольку в святцах значилось множество святых покровителей: двадцать пять святых с именем Антоний и семь с именем Антонин. Для человека, жившего несколько веков назад, имя было не просто формальностью, а надёжной защитой, поэтому имена таких «сильных» святых давали детям охотно.

Впрочем, в народной среде полные церковные формы звучали слишком торжественно. Их сокращали и переделывали на свой лад, отсюда и появились уменьшительные варианты на -ша. Так, от Евгения произошёл Еньша, от Александра, Алексея и Леонида — Леньша, от Иннокентия — Инша, от Павла — Паньша, от Парфена — Парша. Тоньша стоит в этом же ряду: так на Руси могли звать и Антона, и Антонина. Такие формы были настолько привычны, что нередко закреплялись в качестве официального имени человека, а затем переходили в фамилию его детей.

Существует, однако, и вторая версия происхождения фамилии, более прозаичная. По ней, прозвище Тоньша могло произойти от прилагательного «тонкий» — так в деревнях называли худощавого, сухощавого человека. Прозвища, отражавшие внешность, были очень распространены: они помогали отличить одного тёзку от другого в условиях, когда половина села носила одинаковые имена. Если человека звали Тоньша из-за его телосложения, то его потомки точно так же получали фамилию Тоньшины.

Какая из версий правдоподобнее? Первая, с именем Антоний, выглядит убедительнее хотя бы потому, что вписывается в стройный ряд однокоренных образований на -ша, которых в русской ономастике зафиксировано множество. Прозвище от «тонкий» тоже не исключено, но оно стоит особняком и не имеет таких массовых параллелей. Скорее всего, в разных семьях фамилия Тоньшин могла возникнуть независимо и по разным причинам — так часто случалось с простыми фамилиями, образованными от имён и прозвищ.