Фамилия Тарлаганова — женская форма фамилии Тарлаганов. Её основатель, скорее всего, получил прозвище или родовое имя, которое легло в основу фамилии. Ключ к разгадке — слово «тарлаган». В русских говорах, особенно сибирских и уральских, «тарлаганом» называли суслика или другого мелкого степного грызуна. Это слово тюркского происхождения (ср. татарское «тарлаган» — «крот» или «суслик»). Прозвище Тарлаган могли дать человеку по внешнему сходству (например, за маленький рост, суетливость или характерную манеру поведения) либо по роду занятий — охотнику на этих зверьков, добывавшему шкурки.

Фамилия образована по стандартной восточнославянской модели: основа «Тарлаган» + суффикс -ов (притяжательное значение «чей?» — сын Тарлагана). Окончание -а указывает на женский род. Встречается фамилия преимущественно в регионах, где исторически было сильно тюркское влияние и промысловая охота: в Оренбургской, Челябинской, Курганской областях, а также в Башкортостане и Татарстане. Это указывает на возможные смешанные русско-тюркские корни рода.

Менее вероятная, но не исключённая версия — связь с этнонимом «тарлаги» (одно из тюркских племён) или с топонимом Тарлаганово (название села или урочища). Однако доказательств существования такого географического названия в открытых источниках нет, поэтому версия с прозвищем от животного выглядит убедительнее.

Фамилия Тарлаганова — редкая, не входит в сотни самых распространённых. Её носители в большинстве своём были крестьянами или казаками, так как дворянские роды с такой фамилией в «Бархатной книге» и других родословных сборниках не зафиксированы. Словообразовательная модель (-ов) типична для XVI–XVII веков, когда фамилии активно закреплялись за крестьянскими и служилыми семьями.