Фамилия Тумбалова — женская форма фамилии Тумбалов, и её разбор стоит начать с неочевидного: с суффикса. В русских фамилиях суффикс -ов/-ев обычно указывает на принадлежность к отцу или хозяину, но здесь основа — Тумбал — сама по себе содержит редкий суффикс -ал. Такие суффиксы в прозвищах и именах (например, Коваль, Шишал) часто указывали на человека, склонного к какому-то действию или обладающего яркой чертой. То есть Тумбал — не просто «тот, кто тумба», а «тот, кто тумбает» или «похожий на тумбу».

Самая прямая и правдоподобная версия происхождения — от прозвища Тумба, которое в русских говорах имело два основных значения. Первое — «неповоротливый, грузный человек», от слова «тумба» в значении «обрубок, чурбан, низкая толстая подставка». Второе, более редкое, — «толстая короткая палка, дубина». Оба значения легко становились прозвищем: либо по фигуре («крепкий, как тумба»), либо по характеру («упрямый, как дубина»). Суффикс -ал (-ял) в этом случае усиливал пренебрежительный или уменьшительный оттенок: Тумбал — «этакий тумбоватый».

Менее вероятна связь с диалектным глаголом «тумбать» (стучать, колотить) — тогда Тумбал мог быть прозвищем шумного или драчливого человека. Но в говорах этот глагол зафиксирован плохо, и большинство ономастов (в частности, исследователь русских прозвищ С. Б. Веселовский) склоняются к предметной, а не глагольной основе.

Географически фамилия Тумбалов (и Тумбалова) тяготеет к центральным и южнорусским областям — встречается в архивах Воронежской, Тамбовской и Рязанской губерний. Там слово «тумба» в значении «толстяк» было в ходу, и прозвище давали без злого умысла — скорее по-свойски. В сословном плане носители фамилии, судя по переписям XIX века, относились к государственным крестьянам и однодворцам — то есть к свободным, но небогатым земледельцам.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Тумбин, Тумбов — показывает, что Тумбалов стоит особняком: суффикс -ал делает её более «прозвищной» и менее патронимической. Если Тумбов мог означать «сын человека по фамилии Тумб», то Тумбалов — «сын Тумбала», где прозвище уже прошло стадию закрепления. Это редкая модель, и в современных справочниках фамилия не частотна, что делает её ценной для локальной генеалогии.