Фамилия Нурлыгилемов имеет очень интересную историю происхождения и относится к распространенному типу древнейших восточных фамилий, ведущих свое начало от тюркских носителей, а именно выходцев из Золотой Орды: или от печенегов, или от половцев. Соответственно, своими корнями фамилия Нурлыгилемов уходит в XV-XVII вв. Сведения в родословной о восточном происхождении фамилии Нурлыгилемов являются более или менее точными и подтверждаются соответствующими восточным именем ее родоначальника. Фамилия Нурлыгилемов имеет сложную основу и ведет свое начало от двух мусульманских мужских имен. Первое из них — Нурлы — в переводе с арабского означает «лучистый, лучезарный», второе — Гилем — имеет значение «наука, знание, просвещение». Вполне возможно, что родители дали своему сыну, будущему основателю рода Нурлыгилемовых, составное имя Нурлыгилем в надежде, что в будущем, он вырастет мудрым человеком, талантливым ученым. Проникновению инонациональных основ в состав русских фамилий, и в частности в состав фамилии Нурлыгилемов способствовал тот исторический факт, что многие дворяне в России были по своему происхождению нерусскими. Тем не менее, фамилия Нурлыгилемов представляет собой замечательный памятник восточной письменности и культуры.