Фамилия Тлешева образована от тюркского мужского имени Тлеш. По одной из версий, в его основе лежит казахское слово «тілеу» — «желание», «просьба», или «тілеш» — «проситель». Имя могло даваться ребёнку, которого долго ждали или вымолили у высших сил, — такой обычай широко распространён у многих тюркских народов. По другой версии, Тлеш — форма имени Тлеуберды («бог дал»), сокращённая до первой части.

Модель образования фамилии — притяжательный суффикс -ев, который в русской традиции присоединяли к тюркским основам, оканчивающимся на шипящий или мягкий согласный. Буквально Тлешева значит «принадлежащая Тлешу» или «из рода Тлеша». Фамилия женская, мужской вариант — Тлешев.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически смешивались тюркские и славянские общины: Астраханская область, Оренбуржье, Западный Казахстан. Встречается она и среди казахов, и среди русских, что говорит о давних межэтнических контактах. В отличие от более частых фамилий на -ов, основа Тлеш довольно редка: она не восходит к широко распространённому арабскому имени (как, например, Ахметов или Ибрагимов), а имеет локальное, степное происхождение.

Интересно, что в дореволюционных записях фамилию могли писать через «и» — Тлишева, что отражает диалектное произношение. Современное написание закрепилось при советской паспортизации, когда унифицировали написание тюркских фамилий по русским орфографическим нормам. Социальный статус первых носителей, скорее всего, был крестьянским или скотоводческим — фамилия не содержит указания на дворянство или духовное сословие.