Фамилия Тлявмуратов — один из редких примеров, где сложносоставная основа почти полностью сохраняет структуру тюркского антропонима. Она образована от личного имени Тлявмурат, которое, в свою очередь, состоит из двух корней: «тляв» и «мурат». Первая часть восходит к тюркскому глаголу со значением «просить», «желать», «искать» (в казахском, башкирском, татарском языках — «теләү», «тілеу»). Вторая часть — арабское имя Мурат («желанный», «цель»), широко распространённое в исламском мире. Таким образом, имя Тлявмурат буквально означает «просящий Мурата» или «желающий Мурата» — то есть ребёнок, которого выпросили у Бога, назвав его «желанным». Это типичная для тюркской антропонимии модель, где к имени-оберегу добавляют просьбу о покровительстве.

Словообразовательный формант «-ов» указывает на русскую патронимическую модель: фамилия Тлявмуратов — это «сын Тлявмурата». Такое оформление характерно для народов Поволжья, Приуралья и Кавказа, которые в XIX–XX веках, при переходе к паспортной системе, получали фамилии по отцу через русский суффикс. Фамилия встречается в основном у башкир, татар, отчасти у казахов и ногайцев. Географически она привязана к южному Уралу, Оренбургской области и Башкортостану — регионам, где имя Тлявмурат (иногда в форме Дилявер, Тиляу) было в ходу.

В отличие от многих фамилий, где исходное имя со временем сократилось или обрусело (например, Тлявов от Тлявбай), Тлявмуратов сохранило обе части в полном виде. Это позволяет с высокой долей уверенности реконструировать прозвище предка: его звали Тлявмурат, и он, скорее всего, был человеком, родившимся по «выпрошенному» обету — в семьях, где долго не было детей, мальчика нарекали таким именем как залог долгожданного счастья. Фамилия не имеет отношения к каким-либо титулам или сословиям; её носители — потомки крестьян или скотоводов, чьи имена зафиксировали в метриках и переписях.