Фамилия Тунзин — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Её основа — Тунз(а) — не встречается в списке распространённых русских имён или прозвищ, поэтому здесь возможны два принципиально разных пути: либо это русифицированная форма иноязычной фамилии, либо местное прозвище, образованное от диалектного слова.

Словообразовательная модель указывает на фамилию с суффиксом -ин, который в русском языке закрепляется за основами, оканчивающимися на -а, -я. То есть исходное прозвище или имя звучало как Тунза. Если это исконно русский вариант, то корень мог быть связан с диалектным глаголом «тунзить» — в некоторых говорах так говорили про нытьё, капризы или монотонную, назойливую речь. Тогда Тунзей могли прозвать ворчливого или плаксивого человека. Однако эта версия слаба: глагол редкий, локальный, и маловероятно, что он дал устойчивую фамилию.

Гораздо правдоподобнее, что Тунзин — это фамилия, пришедшая из тюркских или финно-угорских языков. Например, в татарском и башкирском именослове встречается имя Тунза (или Тунзык), которое могло быть уменьшительной формой от более длинных имён с корнем «тун» (означающим «ночь», «тёмный» или, в другом значении, «шуба»). В мордовских языках (эрзя и мокша) есть слово «тунза» — «глухарь», и прозвище Тунза мог получить охотник или человек с соответствующими повадками. При переселении в русскоязычную среду такое прозвище легко оформлялось суффиксом -ин: Тунза → Тунзин.

Географически фамилия Тунзин встречается в основном в Поволжье и на Урале — в Татарстане, Башкортостане, Удмуртии и прилегающих областях. Это косвенно подтверждает её вероятное тюркское или финно-угорское происхождение. В дореволюционных метрических книгах эта фамилия почти не фиксируется, что говорит о её позднем закреплении или малой численности рода.

Таким образом, наиболее обоснованная версия: фамилия Тунзин восходит к личному имени или прозвищу Тунза, которое могло иметь тюркские корни (со значением «ночной», «тёмный») или финно-угорские (от названия глухаря). Носители фамилии — потомки выходцев из национальных регионов, чьи предки получили фамилию по отцу или деду, носившему такое прозвище.