Фамилия Тельгараев — редкая, её корни ведут в тюркскую языковую среду, скорее всего, в казахскую или башкирскую. Основа фамилии — личное имя Тельгара (Тельгарай), которое состоит из двух частей. Первая часть «тель» — это фонетический вариант слова «тил» (язык) или «тел» (золото, ценный) в зависимости от диалекта. Вторая часть «гара» или «гарай» восходит к тюркскому «кара» — «чёрный», «могучий», «великий». В составе сложных имён «кара» часто усиливает значение: «крепкий», «сильный». Таким образом, имя Тельгара можно истолковать как «золотой и могучий» или «обладающий сильным языком» (то есть красноречивый, убедительный).

Фамилия образована по стандартной для тюркских народов модели: к основе Тельгара- добавлен русский патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («сын Тельгары»). Такая модель характерна для фамилий, которые фиксировались в документах Российской империи, начиная с XIX века, когда у казахов, башкир и других народов появилась необходимость в фамилиях по русскому образцу.

Географически фамилия Тельгараев, скорее всего, привязана к Оренбургской области, Башкортостану или западному Казахстану, где были сильны традиции имяобразования с компонентом «кара». Встречаются варианты написания с «ай» на конце — Тельгараев и Тельгарайев, что связано с разной передачей звука в документах. Иногда основу ошибочно связывают с арабским «тальга» (развод), но это маловероятно: в тюркской антропонимии имя Тельгара встречается в метрических книгах XIX века именно как составное мужское имя.

Социально предки Тельгараевых, вероятно, были скотоводами или земледельцами, а само имя-прозвище могло принадлежать уважаемому аксакалу или бию (судье), чья сила заключалась в слове. Фамилия не получила широкого распространения, поэтому её носители, скорее всего, происходят из одного родового клана или небольшой локальной группы.