Фамилия Тугелбаева — женская форма казахской фамилии Тугелбаев. Её основа — тюркское мужское имя Тугелбай. Чтобы понять значение, разбираем имя на части: «тугел» (или «түгел») в казахском и многих тюркских языках означает «полный», «целый», «совершенный», «завершённый». Второй компонент — «бай» — традиционный для кочевых народов титул, указывающий на богатство, знатность или статус хозяина. В буквальном смысле имя Тугелбай можно перевести как «полный хозяин», «совершенный богач» или «обладающий полнотой власти». Однако в бытовой ономастике такие имена скорее несли пожелательный смысл: родители нарекали сына Тугелбаем, чтобы его жизнь была полной и благополучной, без изъянов.

Тип фамилии — патронимический, образованный по русской модели через суффикс -ев. В казахской среде в XIX–XX веках, особенно после введения обязательной метрической записи, фамилии часто создавали по шаблону: имя отца + русский суффикс (-ов, -ев, -ин). Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа имени или прозвища заканчивалась на мягкий согласный или й (Тугелбай — на й, поэтому -ев). Женская форма Тугелбаева — естественное грамматическое изменение по роду, не несущее отдельного смысла.

Географически фамилия Тугелбаев/Тугелбаева наиболее распространена в Казахстане, особенно в южных и западных областях, где сильны традиции тюркской антропонимии. В России встречается редко, в основном у казахов, переехавших в приграничные регионы. Встречаются варианты написания с буквой «ё» (Тугелбаёва), но это скорее исключение, вызванное путаницей при записи в паспортах. По социальному происхождению носители фамилии — потомки кочевников-скотоводов или сельских жителей, поскольку имя Тугелбай не было аристократическим или религиозным, а относилось к народному пласту имён-пожеланий.