Фамилия Товстелев — один из тех случаев, когда написание обманчиво, а корень оказывается не тем, чем кажется на первый взгляд. На слух она воспринимается как «Толстелев», то есть произведённая от прозвища Толстель — человека полного, грузного. Однако на письме закрепился вариант через «о»: Товстелев. Это не ошибка, а диалектная или историческая особенность произношения. В русских говорах, особенно южнорусских и украинских, «о» в безударном положении могло звучать как «а», а на письме, наоборот, фиксировали «о» там, где в литературном языке было бы «а» или «о» под ударением. Так что основа фамилии — то же прозвище, что и у Толстых, Толстиковых, Толстухиных: указание на внешность.

Модель образования простая: суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного) присоединён к основе Товстель. Суффикс указывает на принадлежность: «чей?» — Товстелев, то есть сын или потомок человека по прозвищу Товстель. Само прозвище Товстель — это, скорее всего, уменьшительно-пренебрежительная форма от прилагательного «товстый» (толстый). В украинском и белорусском языках «товстий» — прямое соответствие русскому «толстый», а суффикс -ель придаёт оттенок насмешливого или бытового именования: Товстель — «толстячок», «пузан».

Географически фамилия тяготеет к западнорусским и украинским землям. Встречается она редко, не входит в число распространённых. Это говорит о том, что прозвище дали не просто так, а конкретному человеку, и фамилия не размножилась массово. По сословному происхождению носители Товстелевых могли быть крестьянами или мещанами — в дворянских родословных книгах такая фамилия не фиксируется. Впрочем, отсутствие документальных подтверждений не исключает, что предок был казаком или однодворцем, особенно если учитывать южнорусский колорит основы.

Таким образом, Товстелев — это «сын толстяка», прозвище, данное за комплекцию, записанное в той фонетической форме, которая была привычна для местного говора. Никакой тайны или многозначности здесь нет: фамилия честно рассказывает о внешности своего первого носителя, просто буква «о» в начале сбивает с толку, заставляя искать несуществующий корень «товст».