Фамилия Тамлюк — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. Чтобы понять, откуда она взялась, нужно отбросить очевидные русские суффиксы и присмотреться к основе. В фамилиях на -юк обычно видят украинский или белорусский след: суффикс -юк (как в Шевчук, Кравчук) указывает на «сына» или «маленького» по отношению к прозвищу отца. Но в случае с Тамлюк корень «Тамл-» — нетипичный для восточнославянских прозвищ.

Самая вероятная версия — фамилия имеет тюркские корни. В тюркских языках (крымскотатарском, турецком, кумыкском) есть слово «tam» — «стена», «крепость», «дом». Суффикс -лык/-люк образует прилагательные и существительные со значением «относящийся к чему-либо» или «место, полное чего-то». «Тамлык» (Tamlyk) могло означать «крепостной», «живущий у стены» или даже «домашний» (прикреплённый к дому). Прозвище Тамлюк могли дать человеку, который жил возле крепостной стены, работал строителем укреплений или просто был оседлым, «домоседом» на фоне кочевников. В тюркской среде такие прозвища нередко становились фамилиями при переходе на русскую антропонимическую модель.

Вторая, менее популярная гипотеза, связывает фамилию с личным именем Тамлий (возможно, от греческого Фалалей, «цветущая маслина»). В этом случае Тамлюк — «сын Тамлия», но имя Тамлий крайне редко встречается в православных святцах, и цепочка получается натянутой.

Географически фамилия Тамлюк тяготеет к югу России, Кубани и Крыму — регионам, где веками смешивались славянские и тюркские народы. Вероятнее всего, предок носителя этой фамилии был крещёным татарином, греком или турком, получившим прозвище по месту жительства или роду занятий, а затем обрусевшим. Сословно это мог быть как казак, так и крестьянин — точных данных нет, но тюркские корни часто встречались у донских и кубанских казаков.

Суффикс -юк в русском написании окончательно закрепил фамилию за славянской традицией: если бы предок остался в тюркской среде, фамилия звучала бы как Тамлыков (адаптированная через -ов). Выбор модели на -юк — маркер того, что семья приняла украинскую или южнорусскую ономастику, но сохранила память о корне.