Фамилия Тотруков — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. В ней нет типичного для русских фамилий суффикса -ов-/-ев-, который присоединяют к основе на согласный: здесь мы видим суффикс -ук- (в исходной форме Тотрук) и только потом родовой -ов. Это указывает на то, что фамилия образована от прозвища или имени Тотрук, а не напрямую от крестильного имени.

Самая вероятная версия — тюркское происхождение основы. В тюркских языках слово «тот» или «тут» означает «чужой», «иной», «иноплеменник» (сравните с татарским «тут» — «чужак»). Корень «рук» может восходить к тюркскому «рук» или «рукъ» — «род», «племя», «ветвь». Таким образом, Тотрук могло быть прозвищем пришлого человека, чужака, который присоединился к роду, или же человека из другого племени. В русской среде такое прозвище могли дать выходцу из татарской, башкирской или кавказской среды, который осел среди славян.

Менее вероятна, но возможна версия от кавказских языков. В осетинском, например, есть слово «тот» — «гусь», а «рук» — суффикс принадлежности. Тогда Тотрук — «гусиный», прозвище человека с длинной шеей или особенным голосом. Однако эта версия слабее, так как не объясняет суффикс -ук- в русской огласовке.

Географически фамилия Тотруков встречается в основном на юге России и в Поволжье — регионах, где веками шло смешение славянского и тюркского населения. В документах XIX века носители фамилии фиксировались в Астраханской и Саратовской губерниях, что подтверждает версию о тюркском следе.

Словообразовательная модель проста: прозвище Тотрук + русский патронимический суффикс -ов, означающий «сын Тотрука». Фамилия недворянская, скорее всего, принадлежала крестьянам или однодворцам — потомкам служилых людей, которые несли сторожевую службу на южных границах. Сословных привилегий у Тотруковых не было, что типично для фамилий с таким корнем.