Фамилия Тумбальцева — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В основе, скорее всего, лежит не имя, а прозвище или искажённое географическое название, что сразу выделяет её среди типичных «патронимических» фамилий на -ов.

Разберём словообразовательную модель. Суффикс -ев (после мягкого согласного) указывает на принадлежность: Тумбальцев — сын Тумбальца. Основа «Тумбал-» не встречается в древнерусских именах и не имеет очевидных славянских корней. Первая и самая вероятная версия — связь с тюркским словом «тумба» (бугор, холм, возвышение) или с диалектным русским «тумба» (чурбан, обрубок). В таком случае прозвище Тумбалец мог получить человек коренастый, плотный, похожий на короткий столб, либо тот, кто жил на пригорке. Уменьшительный суффикс -ец (как в «кузнец» или «молодец») здесь мог означать «сын Тумбы» или «маленький Тумба», что характерно для прозвищ, переходящих в фамилии.

Вторая версия, менее очевидная, но тоже возможная — искажение фамилии от названия населённого пункта. В русской ономастике есть следы топонимов типа «Тумба» или «Тумбалиха», но они не зафиксированы в крупных справочниках. Если допустить, что предок был выходцем из деревни с похожим названием, то фамилия могла образоваться по модели «житель такой-то местности» с суффиксом -цев (Тумбалов → Тумбальцев). Однако в таком случае мы бы ожидали форму «Тумбалов» или «Тумбалин», а не с мягким знаком. Мягкий знак в середине («Тумбаль-») — характерная черта для фамилий, образованных от прозвищ, оканчивающихся на -ец: Тумбалец → Тумбальцев.

География фамилии неширокая. Тумбальцевы встречаются в основном в центральных и южных регионах России, единичные записи есть в Курской, Воронежской и Ростовской областях. Это указывает на то, что фамилия не распространилась широко и, вероятно, возникла в одной или нескольких соседних деревнях. Сословно носители, судя по всему, были крестьянами или однодворцами — в дворянских родословных книгах эта фамилия не значится.

Главная трудность в разборе — отсутствие прямых параллелей в словарях. Фамилия Тумбальцева не попала в классические труды Унбегауна или Веселовского, что говорит о её локальном характере. Тем не менее, словообразовательный анализ позволяет уверенно говорить о прозвищном происхождении: предок нынешних носителей был человеком с приметной внешностью (крепкий, приземистый) или жил на заметном возвышении.