Фамилия Тудирякова образована от мужского имени или прозвища Тудиряк, а тот, в свою очередь, скорее всего, восходит к тюркскому корню. В основе лежит слово «тудыр» или близкое к нему — в ряде тюркских языков оно означает «глухой» или «тугой на ухо». Суффикс -як в таких прозвищах типичен для татарской, башкирской и других тюркских ономастических традиций: он придаёт слову оттенок характерного признака, как, например, в именах Башмак — Башмаков, Чапрак — Чапраков. Таким образом, Тудиряк — это человек с особенностью слуха, прозвище по физическому недостатку, которое впоследствии стало фамилией.

Фамилия имеет отчётливую региональную привязку. Наиболее вероятная зона её бытования — территории бывшего Казанского ханства, то есть современные Татарстан, Башкортостан, а также соседние области Урала и Поволжья. Русский суффикс -ов (в женском роде -ова) присоединился к основе при русификации фамилии, что часто происходило в XVI–XIX веках, когда татарская знать и крещёные татары переходили в православие и получали фамилии по русской модели.

Стоит рассмотреть и альтернативную версию: в русских диалектах слово «тудырить» могло означать «шалить, проказничать» или «делать что-то неуклюже». Однако эта гипотеза менее убедительна, так как суффикс -як нехарактерен для исконно русских прозвищ с таким значением — они чаще образовывались с помощью -ун (Тудун, откуда Тудунов). Поэтому тюркская версия остаётся основной.

По социальному происхождению носители фамилии Тудиряковы, скорее всего, относились к служилым татарам или крестьянам-тептярям — сословию, которое в XVI–XVIII веках формировалось из нерусских народов Поволжья. Фамилия не дворянская, не купеческая, а народная, что подтверждается её редкой встречаемостью и отсутствием в дореволюционных родословных книгах. Встретить Тудирякова можно было в основном в деревнях и сёлах бывшей Уфимской или Казанской губерний.

С точки зрения словообразования фамилия нестандартна: сочетание тюркского корня, уменьшительного суффикса -як и русского фамильного окончания -ов создаёт редкую гибридную форму. Это отличает её от более частых татарских фамилий на -ин (типа Тухватуллин) и делает её интересным примером межкультурного контакта.