Фамилия Туденев — редкая, но прозрачная по происхождению. Её основа, скорее всего, восходит к древнерусскому нецерковному имени или прозвищу Тудень. В старину так могли назвать ребёнка, родившегося в холодное время года: слово «туд» или «тудный» в диалектах означало «стужа», «мороз», «холодный ветер». Сравните с однокоренными «студить», «стужа», «тутово» (зябко) — корень общеславянский, родственный литовскому tū́dyti (зябнуть).

Фамилия образована по стандартной модели: от основы Туден- добавлен патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей сын?» — Туденев). Первоначально это было отчество: Туденев сын — потомок человека по имени Тудень. Встречается и вариант с суффиксом -ов (Туденов), но в русской ономастике закрепилась форма на -ев, потому что основа оканчивается на мягкий согласный «н».

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России. В переписных книгах XVII века и в более поздних метрических записях Туденевы изредка встречаются в Вятской, Костромской и Архангельской губерниях — в местах, где слово «тудень» было в ходу. В сословном отношении носители фамилии почти наверняка были крестьянами или посадскими людьми: дворянских родов Туденевых в «Бархатной книге» и других родословных сборниках нет.

Версия о связи с тюркским именем Тудан или Тудун (титул наместника у хазар и булгар) маловероятна: для такого заимствования фамилия должна была бы звучать как Туденов или Тудынов, а русский суффикс -ев при тюркской основе обычно не сохраняет мягкости. Кроме того, ареал фамилии — исконно русские регионы, а не зона активных тюркских контактов. Так что холодный корень «туд» — объяснение и простое, и исторически обоснованное.