Фамилия Туальбаев — редкая, и её разбор требует обращения к тюркскому языковому пласту. Скорее всего, в её основе лежит сложное имя или прозвище, состоящее из двух частей. Первая часть, «Туаль», может восходить к тюркскому корню со значением «наполнять», «исполнять», или же быть вариантом имени Дуаль, которое, в свою очередь, связывают со словом «дуа» — молитва. Вторая часть — «бай» — один из самых распространённых компонентов в тюркской ономастике, означающий «богатый», «господин», «хозяин». Таким образом, исходное личное имя Туальбай могло трактоваться как «исполненный богатства» или «богатый молитвой».

Суффикс «-ев» в фамилии — это классический русский патронимический показатель, указывающий на принадлежность: «сын Туальбая». Фамилия образована по модели, типичной для русификации тюркских имен: к основе на согласный добавляется суффикс принадлежности. Это говорит о том, что предок носителя фамилии, скорее всего, жил в среде русского этноса или был записан в официальных документах (например, при переписи или рекрутском наборе) по русской формуле.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически смешивались тюркские и славянские народы. Наиболее вероятные зоны бытования — Южный Урал (Башкортостан, Оренбургская область), Поволжье (Татарстан) или Казахстан, где фамилии с компонентом «-баев» встречаются массово. Однако приставка «Туаль-» делает эту фамилию заметно более редкой, чем типичные «Тулебаев» или «Туякбаев».

С точки зрения сословной истории, носители подобных фамилий в XIX веке чаще всего относились к государственным крестьянам или казачеству. Компонент «бай» в имени предка не обязательно свидетельствует о реальном богатстве — это могло быть имя-пожелание, данное новорожденному, или прозвище удачливого хозяина. В тюркской традиции такие имена часто давали, чтобы «приманить» удачу и достаток.

Отдельного упоминания заслуживает вариант написания. Встречаются формы «Туальбаев» и, возможно, «Туальбай», где последняя фиксирует исходную, необрусевшую форму. Если в документах XVIII века фамилия могла писаться через «о» («Тоальбаев»), это указывало бы на местный диалектный говор, где звук «у» переходил в «о». Однако без архивных записей это лишь предположение. Сама фамилия — яркий пример того, как тюркское имя прошло через бюрократическую машину Российской империи и закрепилось в русской грамматике.