Фамилию Тарбушина стоит рассматривать вместе с мужским вариантом Тарбушин — это одна родовая линия, где форма на -а указывает на принадлежность женщине (жене или дочери Тарбушина). В основе фамилии лежит прозвище или некалендарное имя Тарбуш, и здесь сразу возникает несколько версий происхождения.

Самая прямая и вероятная отсылка — к слову «тарбуш» (или «тарбуз»), которое в южнорусских и украинских говорах означает арбуз. В диалектах слово «тарбуз» (из тюркского karpuz) встречается на Дону, Кубани и в украинском языке. Прозвище Тарбуш могли дать либо торговцу бахчевыми, либо человеку с большой круглой головой, либо просто любителю арбузов — по аналогии с другими «растительными» фамилиями (Капустин, Репкин). Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Тарбушин, то есть сын или потомок Тарбуша.

Вторая версия, менее распространённая, но возможная в контексте восточных влияний, — связь с тюркским словом tarbuš (тюбетейка, шапка). В некоторых тюркских языках «тарбуш» — это вид головного убора, похожий на феску. Прозвище Тарбуш в этом случае мог получить мастер-шапочник или человек, носивший такую шапку. Однако эта версия слабее: фамилия Тарбушина встречается в основном в русской среде (особенно в Волгоградской, Ростовской областях и на Кубани), где тюркское влияние на прозвища было сильным, но именно арбузное значение более обиходно.

Словообразовательная модель простая: основа Тарбуш- плюс типично русский притяжательный суффикс -ин. Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или казачья — такие фамилии на -ин широко бытовали на юге России, где бахчеводство было традиционным занятием. Интересно, что в старых переписях встречается вариант Тарбузов, что прямо указывает на ту же основу, но с более прозрачной формой. Тарбушина — более редкий, диалектный вариант, сохранивший звучание местного говора.