Фамилия Тоняев звучит нечасто, и её происхождение не лежит на поверхности. В основе, скорее всего, лежит нецерковное имя или прозвище Тоняй. Такие имена на -яй (как Бродяй, Гуляй, Вертяй) в древнерусской среде давали по характерному признаку поведения. Глагол «тонуть» здесь ни при чём: Тоняй, вероятно, образован от «тонить» — в старых говорах это значило «погружать, макать», либо от «тонуть» в переносном смысле — «пропадать, исчезать». Прозвище могли дать человеку медлительному, унылому или, наоборот, тому, кто любил «нырять» в дела с головой.

Модель образования стандартная: суффикс -ев присоединился к основе Тоняй, указывая на принадлежность — «сын Тоняя». Ударение в фамилии плавает: в одних семьях говорят Тоня́ев, в других Тоня́ев с ударением на второй слог, что типично для фамилий, образованных от полных форм на -яй.

Интересная деталь: в некоторых говорах слово «тоня» означало рыбацкий участок на реке, место лова неводом. Если прозвище Тоняй возникло оттуда, предок мог быть рыбаком, владельцем тони или просто жить у такого места. Однако версия с прозвищем по характеру выглядит убедительнее — имена на -яй редко связывали с географией, чаще с личными качествами.

Фамилия встречается в центральных областях России, особенно в бывшей Рязанской и Тамбовской губерниях, а также у старообрядцев. Встречается вариант Тонеев — с буквой «е» вместо «я» в корне, что могло возникнуть из-за акающего произношения (Таняй → Тоняй) или при переписи фамилии на слух. Сословно Тоняевы — почти всегда крестьяне или мещане; дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.