Фамилия Татарлы не вписывается в стандартные русские модели на -ов, -ин или -ский. Её основа — тюркская, и это сразу говорит о происхождении носителей. Слово «татар» в тюркских языках означает этноним, а суффикс -лы (или -ли) — типичный аффикс принадлежности, распространённый в крымскотатарском, азербайджанском, турецком и других огузских и кыпчакских языках. Он образует прилагательные и существительные со значением «имеющий отношение к чему-либо» или «житель местности». Таким образом, Татарлы буквально переводится как «татарин», «относящийся к татарам» или «выходец из Татарии».

Скорее всего, фамилия сложилась не в русской среде, а в среде тюркоязычных народов, где именование по этнической принадлежности было обычным делом. Человек, которого прозвали Татарлы, мог быть переселенцем из татарских земель, либо его предки выделялись среди соседей как татары. В Российской империи такие прозвища нередко закреплялись за выходцами из Казанского, Крымского или Астраханского ханств, которые оседали в русских деревнях или казачьих станицах.

Географически фамилия встречается в Крыму, на Северном Кавказе, в Закавказье и в регионах Поволжья. В России её носителями часто оказываются потомки крымских татар, азербайджанцев или кумыков. Встречается и вариант Татарли — с тем же значением, но с другим диалектным произношением аффикса.

С точки зрения словообразования, Татарлы — не русифицированная фамилия. Она сохранила тюркскую модель, что делает её редкой для русского ономастикона. В метрических книгах XIX века такую фамилию могли записать как Татарлы, Татарли или даже Татаров, если священник переделывал её на русский лад. Но исходная форма — Татарлы — прямо указывает на тюркские корни и на то, что предки носителя, скорее всего, не были крепостными крестьянами в центральной России, а жили в регионах с сильным тюркским влиянием.