Фамилия Нуртлеу — яркий пример фамилии, образованной не по русской, а по тюркской модели, и её разбор требует обращения к казахскому языку и культуре. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий на -ов/-ев или -ин, Нуртлеу представляет собой чистую основу, без суффикса принадлежности. Это указывает на то, что перед нами, скорее всего, фамилия казахского происхождения, где она функционирует как застывшее личное имя или прозвище, перешедшее в фамилию в XX веке.

Основа фамилии легко разбивается на два корня: «Нур» (от арабского «нур» — свет, луч, сияние) и «тлеу» (от казахского «тілеу» — желание, просьба, мольба; или же от «төлеу» — платить, возмещать). Первый вариант — «свет желания» или «свет молитвы» — выглядит наиболее логичным и поэтичным. В казахской антропонимике имя Нуртлеу (или Нуртілеу) могло даваться ребёнку как пожелание светлой судьбы, исполнения надежд. Второй вариант, от «төлеу» (плата), дал бы значение «светлая плата» или «свет возмездия», что менее характерно для личного имени, но не исключено как прозвище.

Географически фамилия Нуртлеу почти наверняка привязана к Казахстану и, возможно, к соседним тюркоязычным регионам России (Оренбургская, Астраханская области). Встречаемость её крайне низкая, что говорит об относительной молодости фамилии или о её локальном бытовании в рамках одного рода. Сословно предки носителя фамилии, скорее всего, были скотоводами или земледельцами, так как среди казахских «чёрных костей» (простого народа) фамилии в современном понимании закрепились лишь в советское время, когда каждому роду и аулу требовалась документальная фиксация.

Интересно, что фамилия Нуртлеу — это редкий случай, когда тюркский антропоним не был русифицирован добавлением окончания -ов. Это могло произойти по двум причинам: либо фамилия была оформлена уже в советских паспортах в «чистом» виде, либо её носители жили в среде, где русская административная традиция была ослаблена. Сравните с однокоренными, но русифицированными фамилиями: Нуртлеуов или Нуртлеев — в них механизм адаптации был бы стандартным, но в варианте Нуртлеу мы видим прямое сохранение исходной тюркской формы, что делает фамилию ценной для лингвиста или историка как нетронутый образец казахской ономастики.