Фамилия Тойменцева — редкий пример, где исходное слово почти исчезло из живого языка, но оставило след в фамильном прозвище. Её основа — «тойменец», а суффикс -ев указывает на принадлежность: «чей?» — сын или потомок Тойменца. Такая модель характерна для северных и уральских говоров, где -ец часто обозначало жителя определённой местности или носителя прозвища.

Ключ к разгадке — слово «тойма». В диалектах Русского Севера тоймой называли заливной луг, пойму, низменное место у реки, которое весной заливается водой. Соответственно, «тойменец» — человек, живший на таком лугу, выходец из местности с названием Тойма. Известны реки Тойма (в Татарстане и Кировской области) и несколько деревень с таким именем, особенно в Архангельской губернии. Фамилия могла закрепиться за крестьянином или охотником, чей надел или изба стояли у «тоймы».

Менее вероятная, но допустимая версия связывает прозвище Тойменец с финно-угорским словом «тойма» — «бобр» или «выдра» (в коми и удмуртском языках). Тогда прозвище мог получить удачливый зверолов или человек, которого сравнивали с этим зверем за ловкость или внешность. Однако географическое распространение фамилии (преимущественно Нижегородская область, Марий Эл и прилегающие регионы) говорит скорее в пользу «луговой» версии: в этих краях много пойменных лугов и сохранились гидронимы с корнем тойм-.

Суффикс -цев(а) — редкий для русских фамилий; он показывает, что прозвище было образовано по модели «житель чего-то» (ср. «москвич» — Москвинцев, «казанец» — Казанцев). Тойменцева — женская форма, мужская — Тойменцев. Встречаемость фамилии низкая, что типично для локальных прозвищ, не разошедшихся далеко от места возникновения. Вероятнее всего, предки носительницы фамилии — государственные крестьяне или однодворцы из Поволжья, чья жизнь была тесно связана с речными угодьями и сенокосами.