Фамилия Тучемская — женская форма от Тучемский. В русской традиции фамилии на -ский/-ской чаще всего указывают на географическое происхождение: их давали по названию местности, из которой человек вышел. Тучемский, вероятнее всего, образован от топонима Тучем или Тучема. Искать такой населённый пункт стоит на северо-западе бывшей Новгородской земли, в Псковской или Ленинградской областях — именно там распространены названия с основой «туч-», связанной с финно-угорским субстратом.

Корень «туч-» может восходить к вепсскому или карельскому слову со значением «озеро» или «залив». В гидронимии Русского Севера встречаются реки Тучемля, Тучемка, озеро Тучемское. Если фамилия Тучемская действительно произошла от такого названия, то её носительницей была женщина, чья семья родом из деревни или усадьбы при реке Тучеме. Суффикс -ск- в таких фамилиях первоначально был принадлежностным: «тот, кто из Тучема».

Другая, менее вероятная версия выводит основу от прозвища Туча — так могли назвать угрюмого или крупного человека. Но тогда фамилия скорее приняла бы форму Тучин или Тучкин, а не Тучемский. Формант -ем- в середине слова — характерный признак именно топонимической модели, сравните с фамилиями Вяземский (от Вязьма), Онежский (от Онега). Поэтому географическое объяснение выглядит убедительнее.

Фамилия редкая. Встречается преимущественно в центральных и северо-западных регионах России, что подтверждает её локальное происхождение. Сословно фамилии на -ский в XVIII–XIX веках часто носили дворяне и духовенство, но Тучемские могли быть и крестьянами, получившими фамилию по месту жительства при переписях. Точных сведений о сословной принадлежности нет — архивные данные по этой фамилии не опубликованы.