Фамилия Тумуровы — довольно редкая, и её происхождение напрямую связано с тюркскими языками. Основа фамилии — слово «тумур», которое в переводе с многих тюркских наречий (татарского, башкирского, казахского) означает «железо». Таким образом, в основе лежит прозвище или личное имя Тумур — «железный», «крепкий как железо». Это типичная модель для русских фамилий нерусского происхождения: тюркское имя или прозвище обрастало русским патронимическим суффиксом -ов, образуя фамилию по отцу.

Стоит обратить внимание на суффикс. Фамилия оформлена по классической «великорусской» модели на -ов, что говорит о том, что её носители были крещены и вошли в состав русского крестьянства или служилого сословия, скорее всего, не позднее XVII–XVIII веков. Если бы фамилия осталась в тюркской среде, она могла бы звучать как Тумуров (без окончания) или Тумур-оглы. Русское окончание -ы во множественном числе (Тумуровы) закрепилось в официальных документах для обозначения всего рода.

Есть и другая, менее вероятная версия. В некоторых диалектах коми-пермяцкого языка «тумур» означает «тупой» (о топоре или ноже). В этом случае прозвище Тумур могли дать неторопливому человеку или, наоборот, неумелому мастеру. Однако географическая распространённость фамилии указывает скорее на тюркский корень: большинство Тумуровых встречается в Поволжье (Татарстан, Башкортостан) и на Урале — в зоне активного контакта русских и тюркских народов.

В дореволюционных метрических книгах фамилия встречается в формах «Тумуров» и «Тумуровы», причём вариант с окончанием -ы чаще использовался в списках целых семей или при переписи населения. Сословно предки Тумуровых, скорее всего, были государственными или экономическими крестьянами, но не исключено, что некоторые могли происходить из служилых татар, перешедших на русскую службу.