Фамилия Тохтамуратов происходит от тюркского составного имени Тохтамурат, где 'тохта' означает 'остановись, стой' (повелительное наклонение от глагола 'тохта-' — останавливаться), а 'мурат' — 'желание, цель' (арабского происхождения). Таким образом, имя можно интерпретировать как 'остановившийся (достигший) желания' или 'пусть остановится желание'. Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ов, указывающим на принадлежность ('сын Тохтамурата').
Фамилия распространена среди тюркских народов, особенно у татар, башкир, казахов, а также у народов Кавказа. В России встречается в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области. Исторически имя Тохтамурат могло быть связано с золотоордынским ханом Тохтамышем (конец XIV века), но это разные имена: Тохтамыш означает 'остановившийся, стойкий'.
Встречаются варианты: Тохтамуратов, Тохтамуратова, Тохтамуратовы. Фамилия фиксируется в документах с XIX века, но как отчество могла существовать и ранее.
Источники: Унбегаун Б. О. «Русские фамилии»; Никонов В. А. «Словарь русских фамилий»; переписи, избирательные списки и архивные описи.