Фамилия Тарлышова — женская форма фамилии Тарлышов, которая образована по самой распространённой в русском языке модели: от основы прозвища или имени с помощью суффикса -ов. Эта модель (Иван — Иванов, кузнец — Кузнецов) указывает на принадлежность: Тарлышов буквально значит «сын (или потомок) Тарлыша». Следовательно, ключ к происхождению — в прозвище Тарлыш.

Само прозвище Тарлыш — тюркского происхождения. В татарском, башкирском и других тюркских языках слово «тарлыш» означает «теснота», «нужда», «затруднительное положение». Вряд ли человека так называли за бедность в прямом смысле — скорее, это могло быть охранительное имя, распространённый у многих народов обычай: дать ребёнку имя с «плохим» значением, чтобы отвести от него сглаз и злые силы. Считалось, что злые духи не позарятся на того, кого и так зовут «беднягой» или «нуждающимся».

Менее вероятная, но возможная версия — связь с географическим названием. В Поволжье и Приуралье встречаются топонимы с корнем «тарлы» (например, река Тарлык), что означает «узкий», «тесный». Прозвище Тарлыш мог получить человек, живший в узком овраге, на тесном перекрёстке или выходец из местности с таким названием.

Фамилия Тарлышова — редкая, её распространение ограничено в основном Поволжьем (Татарстан, Башкортостан, Самарская область) и некоторыми регионами Сибири, куда в XIX веке переселялись поволжские крестьяне. Это указывает на то, что предки носителей фамилии, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами, не принадлежавшими к дворянству или духовенству — у тех фамилии образовывались по другим моделям (-ский, -ской).

Таким образом, фамилия Тарлышова — это память о прозвище, которое дали предку, жившему несколько веков назад, вероятно, в тюркоязычной среде или на её границе.