Фамилия Тлеулеев происходит от арабского имени Тлеулей (или Тлеул), которое пришло в казахскую среду вместе с исламом. Смысл имени религиозный: по одной версии, оно означает «ищущий Аллаха», по другой — «желание Аллаха». Обе трактовки восходят к одному корню, связанному с идеей божественной воли и стремления к ней.

Имя Тлеулей образовано по типичной для тюркских языков модели: к арабской основе добавили ласкательный аффикс, который в казахском языке часто оформляет личные имена. Поэтому точная передача имени в русской записи колеблется: встречаются формы Тлеул и Тлеулей, и фамилия Тлеулеев закрепилась именно за вторым вариантом.

Сама фамилия построена по стандартной для русской традиции схеме: к основе Тлеулей добавили патронимический суффикс -ев, который указывает на принадлежность к отцу. Изначально Тлеулеев означал «сын Тлеулея», а позже закрепился как наследственная фамилия. Такая модель — самая распространённая среди фамилий, возникших от имён восточного происхождения в среде казахов, татар и других тюркских народов.

Носители фамилии — в основном казахи, и география её бытования повторяет расселение казахских родов, особенно в западных и южных регионах Казахстана. В дореволюционную эпоху фамилия не была дворянской или сословной: её носили простые кочевники и земледельцы, у которых имя отца со временем превратилось в родовое прозвание. В советский период написание закрепилось в форме Тлеулеев, хотя в старых документах можно встретить и вариант Тлеулев — без лишнего слога, что отражает живое произношение.

Отдельного внимания заслуживает то, что имя Тлеулей не стоит путать с похожими казахскими именами вроде Тлеухан или Тлеугабыл: у них другой второй компонент и иной смысловой оттенок. А вот фамилия Тлеулеев — прямая и довольно редкая, она сохраняет память о конкретном предке, носившем это имя, и о той эпохе, когда исламская традиция смешивалась с тюркской культурой именования.