Фамилия Тлустовский — редкая, её не встретишь в распространённых справочниках массовых русских фамилий. Она явно польского или западнорусского происхождения, на что указывает суффикс -ский, характерный для шляхетских фамилий и фамилий знати Речи Посполитой. Основа же фамилии — Тлуст- — прозрачно связана со словом «тлусты», что по-польски значит «толстый, жирный, упитанный». Таким образом, в основе лежит прозвище Тлусты, которое давали человеку плотного телосложения, возможно, зажиточному или просто сытому.

Фамилии на -ский в Польше часто образовывались от названий поместий или местностей, но Тлустовский могла возникнуть и как прозвищная фамилия — по имени первого носителя, Тлустого. В польской ономастике есть и однокоренные фамилии: Тлустый, Тлустох, Тлустиньский. Вариант Тлустовский — это, скорее всего, форма с притяжательным суффиксом -ов-, то есть «сын Тлустого», переоформленная под панский стандарт.

Географически фамилия могла закрепиться на территории современной Западной Украины, Беларуси или восточных земель бывшей Речи Посполитой, где польская шляхта смешивалась с местным населением. Встречается она и в современной Польше, но очень редко. В России Тлустовские — это, вероятно, потомки тех, кто перебрался в центральные губернии после разделов Польши или в ходе миграций XIX века.

Сословно носители фамилии могли быть как мелкой шляхтой, так и выходцами из крестьян или мещан, получившими фамилию по прозвищу. Точных данных о дворянстве нет, но сама модель образования на -ский в польской традиции часто указывала на привилегированное положение, хотя со временем такие фамилии «демократизировались». В любом случае, Тлустовский — это фамилия-характеристика, которая безошибочно отсылает к внешности или достатку предка.