Фамилия Тлеуберлин — одна из тех, что сразу указывает на казахские корни, причём не только основой, но и характерным суффиксом. В русском языке фамилии на -ин традиционно образуются от основ на -а, -я (Пушкин, Ильин), но здесь мы видим редкий случай: суффикс прикрепили к казахской фамилии Тлеуберли, которая сама по себе уже содержит формант -ли (казахский аналог русского -ский, указывающий на принадлежность к роду или местности). Таким образом, Тлеуберлин — это русифицированный вариант, который возник при записи в российских документах: к исходной форме добавили русское окончание, чтобы вписать её в привычную модель склонения.

Основа фамилии восходит к казахскому имени Тлеуберды (Тілеуберді) — сложносоставному антропониму, где первая часть «тілеу» означает «желание, просьба, благо», а «берді» — «дал». В буквальном переводе имя звучит как «Бог дал (исполнил) желание» или «дарованный судьбой». В казахской ономастике такие имена с компонентом «берді» (дал) типичны: они выражают благодарность высшим силам за рождение ребёнка, особенно долгожданного. Со временем имя Тлеуберды превратилось в родовое имя, а затем — в фамилию Тлеуберли (с аффиксом принадлежности), и уже от неё возникла русская форма Тлеуберлин.

Носители фамилии — это потомки человека по имени Тлеуберды. Встречается она прежде всего в Казахстане, среди казахов, чьи предки в XIX — начале XX века попали в метрические книги или ревизские сказки Российской империи, где чиновники переделывали национальные фамилии на русский лад. Интересно, что в самом казахском языке фамилия звучала бы как Тлеуберлі, без конечного -н, но в русскоязычной среде закрепился именно вариант с -ин, по аналогии с фамилиями вроде Абдуллин или Муратов.

Социальный состав предков определить сложно: имя Тлеуберды не было сословным, его могли дать и в семье скотовода, и в роду аксакалов. Единственное, что можно сказать с уверенностью: основа фамилии — личное имя, а не прозвище по профессии или месту, поэтому предки не обязательно были ремесленниками или чиновниками. Скорее всего, это обычная родовая фамилия, распространённая в южных и центральных регионах Казахстана.