Фамилия Тлеспаева — редкий случай, когда географическое происхождение почти наверняка указывает на национальность носителя. Это казахская (или, шире, тюркская) фамилия, образованная по типичной для тюркских народов модели: к основе прибавляется патронимический суффикс -ев/-ова, который в русской передаче закрепился за фамилиями выходцев из Средней Азии и Казахстана в XIX—XX веках. В исходном виде, без русификации, она звучала бы как Тлеспай или Тлеспаев.

Основа фамилии — составное имя или прозвище Тлеспай. В казахском языке «Тлес» (или «Тілес») восходит к слову «тілеу» — «желать, просить, молить». Вторая часть «-бай» — один из самых распространённых компонентов в казахских именах, означающий «богач, богатый, хозяин». Таким образом, имя Тлеспай можно перевести как «Желанный богач» или «Молящий о богатстве». Это типичное имя-пожелание: родители давали его в надежде, что у ребёнка будет достаток и удача. Подобные имена (Куанбай, Жолбай, Айтбай) в прошлом были широко распространены у казахов, киргизов и каракалпаков.

Встречается также вариант написания Тлеспаева с буквой «ё» — Тлеспаёва. Это чисто орфографическая особенность, возникшая при записи фамилии в паспортах советского времени: если ударение падает на второй слог (Тлеспаева), то буква «ё» не нужна; если же в каком-то документе проставили ударение на последний слог и написали «Тлеспаёва», это не меняет ни происхождения, ни значения.

Сословно фамилия не несёт информации: в казахском обществе фамилий в привычном для нас смысле до советской власти почти не было. Люди пользовались именами с отчествами (например, Тлеспай-улы — сын Тлеспая) или родовыми прозвищами. Фамилия Тлеспаева закрепилась за потомками конкретного человека по имени Тлеспай, который мог быть кем угодно — от скотовода до аксакала. Никаких указаний на дворянство или духовенство в ней нет.

С точки зрения словообразования, это чистая патронимика: фамилия отвечает на вопрос «чей?» — буквально «принадлежащая Тлеспаю». Суффикс -ев характерен для русифицированных тюркских фамилий, тогда как у самих казахов более употребительны окончания -улы/-кызы (сын/дочь). Поэтому в современном Казахстане носительница может записать фамилию как Тлеспайкызы, но в российских документах исторически закрепился вариант с -ева.