Фамилия Тирюбин — редкая, и её разбор требует внимания к неочевидным корням. В отличие от распространённых моделей на -ов/-ин, здесь на первый план выходит диалектная основа, связанная с северными говорами.

Скорее всего, в основе лежит слово «тирю́к» или «тирю́ха». В архангельских и вологодских говорах так называли неряху, неопрятного человека, а также, по некоторым данным, плаксу или капризного ребёнка. Прозвище Тирю́ба или Тирю́ка давали человеку с соответствующим характером или внешностью. Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: «чей?» — сын Тирюбы. Модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ на -а, -я.

Вторая, менее вероятная версия, отсылает к тюркским корням. В татарском и башкирском языках есть слово «тирә» (окрестность, округа), которое могло лечь в основу прозвища Тирәү — «местный», «сосед». Но фамилия Тирюбин не имеет характерных для тюркских заимствований суффиксов (вроде -ев или -ов с мягким знаком), а географически она встречается почти исключительно в северных и центральных регионах России, что делает «неряшливую» версию убедительнее.

Фамилия малочисленна. Её носители встречаются в Кировской области, в Пермском крае и в некоторых районах Сибири, куда переселенцы из северных губерний принесли свои прозвища. Примечательно, что в старых переписях форма могла писаться как «Тирюбинъ», а в некоторых актах XIX века — через «и»: «Тирибин», что указывает на колебания в произношении безударного гласного. Сословного барьера фамилия не имела: её носили и крестьяне, и мещане, но дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.