Фамилия Тлелешев — редкий случай, когда основа очевидна, а происхождение не вызывает споров, хотя и ведёт в другую языковую семью. Это типичная «географическая» фамилия, образованная от названия населённого пункта. Её ядро — топоним Тлелеш, который сегодня можно найти на карте Казахстана: село Тлелеш существует в Карагандинской области. К этой основе добавлен русский патронимический суффикс -ев, который в XIX — начале XX века часто «пришивали» к нерусским фамилиям при оформлении документов, особенно у казахов, башкир, татар и других народов, входивших в состав Российской империи.

Суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких согласных и шипящих) в данном случае не указывает на прямое родство («сын Тлелеша»), а закрепляет фамилию в русской грамматической форме. Человек, первым получивший такую фамилию, скорее всего, происходил из аула Тлелеш или был записан по месту жительства. Само слово «Тлелеш» тюркского происхождения. В казахском и родственных языках основа «тле» восходит к глаголу со значением «желать», «просить», «надеяться», а «-леш» — распространённый аффикс, образующий имена и названия. Таким образом, Тлелеш можно перевести как «желанный» или «тот, кого просили» — имя-оберег или пожелание, нередкое в тюркской антропонимии.

Встречаемость фамилии крайне низкая. По открытым данным, основная масса носителей сосредоточена в Казахстане и прилегающих регионах России (Оренбургская, Астраханская области). Внутри России фамилия практически не выходит за пределы зон исторического расселения казахов и татар. Социальный срез: поскольку фамилия образована от топонима, а не от имени предка-основателя, её носители в большинстве своём происходят из крестьянской или кочевой среды, получивших фамилии в ходе массовой паспортизации 1920–1930-х годов. Дворянских корней у Тлелешевых нет — это поздняя, «советская» по времени фиксации, фамилия, хотя само имя Тлелеш могло бытовать веками.

Интересная деталь: в русском языке фамилия пишется через «е» после «ш» (Тлелешев), хотя в оригинале ударение падает на последний слог — Тлеле́ш. На письме это часто приводило к искажениям: в метрических книгах XIX века встречаются варианты Тлелешов, Тлелишев и даже Тлелешевъ с твёрдым знаком. Современный стандарт закрепился благодаря унификации в советских паспортах.

Если сравнивать с однокоренными, то ближайшая параллель — фамилия Тлеушев, где корень «тлеу» (казах. «молитва», «просьба») — почти синоним. Разница лишь в том, что Тлеушев чаще образован напрямую от личного имени, а Тлелешев — через топоним. Обе фамилии не имеют никакого отношения к русским словам «тлеть» или «тлеющий», хотя внешнее сходство иногда порождает ложные этимологии.