Фамилия Торнуева — одна из тех, где за привычным русским окончанием скрывается нерусская основа. Чтобы понять её происхождение, нужно смотреть не в сторону славянских корней, а на север и восток.

Самый вероятный источник фамилии — тюркское или монгольское личное имя или прозвище Торну (Торнуй). В тюркских языках корень «тор» может означать «почётное место», «престол», а суффикс «-ну/-нуй» встречается в именах со значением принадлежности. Таким образом, Торну — это «тот, кто у престола» или «почётный». В бурятском и калмыцком языках есть имя Торну, которое могло дать начало фамилии. Суффикс «-ев» в Торнуевой — типичный русский патронимический показатель, присоединённый к иноязычной основе при переходе в русскую культуру, чаще всего после крещения или при оформлении документов в XIX веке.

Вторая версия, менее распространённая, связывает фамилию с диалектным словом «торнуть» — в некоторых говорах так называли толкать, пихать или настойчиво просить. В этом случае Торнуем могли прозвать человека навязчивого или, наоборот, сильного, пробивного. Но эта гипотеза слабее: глагол «торнуть» редок и почти не дал устойчивых прозвищ, тогда как тюркские имена с корнем «тор» в Поволжье и Сибири — обычное дело.

Географически фамилия Торнуева привязана к регионам, где исторически жили буряты, калмыки или татары: это Бурятия, Калмыкия, Забайкалье, а также Оренбургская и Астраханская области. Встречаемость фамилии невысокая, что говорит о её локальном характере — скорее всего, она пошла от одного рода или нескольких семей, которые приняли русскую фамилию по отцу.

Словообразовательная модель проста: основа Торну + патронимический суффикс -ев. В русской традиции фамилии на -ев часто образовывались от имён и прозвищ, оканчивающихся на мягкий согласный или -й. Торнуй дало Торнуев, а женская форма Торнуева закрепилась за потомками по отцовской линии.

Социальный состав носителей фамилии, скорее всего, был крестьянским или казачьим — в тех регионах, где фамилия бытует, основным населением были бурятские и татарские крестьяне, а также казаки из числа коренных народов. Известных исторических личностей с такой фамилией в открытых источниках нет, что не редкость для редких родовых имён.