Фамилия Тлеукеева — вариант женского рода от мужской Тлеукеев, и её происхождение напрямую связано с тюркскими языками, скорее всего, с казахским или ногайским. Основа фамилии — личное имя Тлеуке (Тлеуке), которое в свою очередь образовано от арабского имени Тлеу (от арабского «талиб» — ищущий, стремящийся) с добавлением уменьшительно-ласкательного суффикса «-ке», характерного для тюркской антропонимии. Таким образом, Тлеуке — это «маленький Тлеу» или «Тлеу, сын такого-то», а сама фамилия буквально означает «потомок Тлеуке».

Географически фамилия Тлеукеева распространена преимущественно в Казахстане и среди казахов, живущих в России (особенно в Астраханской и Оренбургской областях). Встречается она и у представителей ногайского народа. Это указывает на то, что предки носителей фамилии были, вероятно, скотоводами или воинами в составе кочевых родов, где имя Тлеу было нередким. Словообразовательная модель «-ев» вместо более привычного для русских фамилий «-ов» — не ошибка, а результат адаптации тюркского окончания «-ев» (от «-улы» или «-кызы») к русской паспортной системе в XIX–XX веках. В казахском языке аналогом будет фамилия Тлеукеев, где суффикс «-ев» уже слился с основой.

Если рассматривать редкий угол, то стоит обратить внимание на то, что фамилия Тлеукеева не имеет отношения к русским корням «тлеть» или «тлеющий» — это случайное фонетическое совпадение. Этимологически она чисто тюркская, и её носители почти наверняка происходят из среды, где имя Тлеу давали в честь религиозного деятеля или как пожелание целеустремлённости. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках эта фамилия могла писаться по-разному: Тлеукеев, Тлеукеевъ, а иногда и Тлеукеев-оглы, что подтверждает её патронимическое происхождение.