Фамилия Тотуболин — редкая и, на первый взгляд, запутанная. Её происхождение стоит искать не в одном корне, а в целом прозвище, которое, скорее всего, звучало как Тотуболя. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — «сын Тотуболи». Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ или имён, оканчивающихся на -а/-я.

Самая вероятная версия связывает основу с диалектным словом «тутоболить» или «тутоболя» — в некоторых говорах так называли беспокойного, суетливого, непоседливого человека, который «тут и там болит», то есть везде суёт нос или постоянно жалуется на хлопоты. Прозвище могло быть ироничным: им могли наградить как чересчур деятельного, так и нудного человека. Приставка «то-» в данном случае усиливает значение, создавая звукоподражательный или описательный эффект, характерный для народной речи.

Менее правдоподобна, но возможна связь с тюркскими корнями. В языках Поволжья встречаются основы «тут» (соль) и «бул» (будь), но сложить их в осмысленное личное имя или прозвище затруднительно. Скорее всего, перед нами чисто русская, диалектная фамилия, возникшая в среде крестьян или посадских людей северных или центральных губерний, где бытовала такая лексика.

С географической точки зрения, фамилия крайне редкая и не имеет выраженного «гнезда» расселения. Единичные носители встречаются в старых записях по Вятке и Пермской губернии, что косвенно подтверждает диалектное происхождение — именно в этих краях фиксировались схожие по структуре прозвища.

Писали фамилию устойчиво, без вариантов — Тотуболин. Ударение, скорее всего, на предпоследнем слоге: Тотубо́лин, что соответствует ритмике русских фамилий на -ин от основ с ударным «о». Сословного статуса у фамилии не было: её носили крестьяне и мещане, никаких дворянских родов Тотуболиных не известно.