Фамилия Тарланов — одна из тех, где за привычным русским окончанием -ов скрывается основа, уводящая далеко на юг. Модель образования проста: к основе Тарлан прибавили фамильный суффикс -ов, указание на принадлежность («чей?» — сын Тарлана). Значит, в основе лежало личное имя или прозвище Тарлан, которое и стало ядром фамилии.

Вероятнее всего, корни фамилии — тюркские. В татарском, башкирском, казахском и других тюркских языках слово «тарлан» (варианты «тарлау», «тарлаг») имеет значение «жеребёнок», «конь», а иногда — «скакун» или «норовистый конь». Прозвище Тарлан могли дать человеку резкому, быстрому, горячему или тому, кто держал лошадей. В некоторых диалектах встречается и переносное значение — «удалец», «молодец». В тюркской ономастике личное имя Тарлан известно с древности, его фиксируют в родословных записях.

Менее распространённая, но тоже возможная версия — связь с географическим названием. В Закавказье, в частности в Азербайджане, есть село Тарлан (или Тарла). Переселенец оттуда мог получить прозвище по месту выхода. Но эта гипотеза менее убедительна, чем антропонимическая, потому что фамилия Тарланов встречается в основном в Поволжье и на Урале — в регионах, где веками жили татары и башкиры.

В русских документах фамилия фиксируется с XVIII века. Например, в ревизских сказках Оренбургской губернии упоминаются служилые татары и тептяри с фамилией Тарлановы. Это указывает на социальный контекст: предки носителей фамилии были не крепостными, а государственными крестьянами или казаками. По сословной принадлежности Тарлановы не были дворянами — фамилия не встречается в «Бархатной книге» и родословных сборниках русского дворянства.

Ударение в фамилии, скорее всего, падает на первый слог — Тáрланов, что соответствует тюркской акцентной норме. В русском быту иногда смещают ударение на второй слог, но это уже вторичное явление. Однокоренные фамилии — Тарлаков, Тарлаев — встречаются реже, но подтверждают общность корня.