Фамилия Тумабаев — тюркская по происхождению, и её разбор стоит начать с корня, а не с суффикса. Основа «Тумабай» (или «Туманбай») — составное мужское имя, распространённое у казахов, башкир, татар и других тюркских народов. Первая часть, «туман» (или «тумен»), в древнетюркском означала «десять тысяч», а в военно-административной системе — крупное войсковое подразделение, «тьма». В именах это приобретало значение «множество», «сила», «могущество». Вторая часть, «бай», — «господин», «богатый», «хозяин». Таким образом, Тумабай — это «владыка тьмы» или «богатый, как целое войско», пожелание силы и изобилия.

Суффикс «-ев» указывает на русскую модель образования фамилий от тюркских имён: Тумабай → Тумабаев («сын Тумабая»). Фамилия закрепилась в среде крещёных татар, башкир и казахов в XIX веке, когда фиксация фамилий стала обязательной. Географически она чаще встречается в Татарстане, Башкортостане, в Оренбургской и Челябинской областях, а также среди казахских родов. В казахском языке есть близкий вариант «Тұманбаев» с тем же значением.

Интересная деталь: имя «Туман» могло быть не только пожелательным, но и прозвищным — так называли человека, который казался непобедимым или многочисленным в своих делах, либо, наоборот, отличался загадочностью (как туман). В ономастических работах Б. Унбегауна и А. Суперанской отмечается, что компонент «-бай» — один из самых частых в тюркских фамилиях, но в паре с «туман» он даёт редкую и звучную комбинацию, не перегруженную бытовыми смыслами. Фамилия не имеет отношения к русскому слову «туман» (атмосферное явление) — это случайное звуковое совпадение.

Сословно предки Тумабаевых могли быть как рядовыми скотоводами или воинами, так и представителями старшин (баев), если имя давалось как титульное. Точных данных о дворянстве нет, но в метрических книгах XIX века эта фамилия встречается в записях о крестьянах и мещанах. Споров о происхождении почти не возникает — версия с именем Тумабай считается единственной и надёжной.