Фамилия Тугультаева — редкий пример фамилии, образованной от тюркского или монгольского имени, которое закрепилось в русской среде через суффикс -ев. Основа фамилии — имя Тугульт (или Тугульта), которое восходит к тюркскому слову «тугул» — «жеребёнок» (сравните с казахским «тұл», «тұлпар» — конь, скакун). Суффикс -тай в тюркских языках — уменьшительно-ласкательный или принадлежностный, поэтому Тугультай буквально означает «жеребёночек», «конёк». Такие имена давали мальчикам в кочевых культурах, чтобы подчеркнуть быстроту, выносливость или просто из любви к лошадям.

Фамилия Тугультаева — женская форма (мужская — Тугультаев). Она принадлежит к числу патронимических фамилий на -ев, которые в русской традиции образовывались от имён отца. Если предка звали Тугульт (Тугультай), то его сын становился Тугультаевым, а дочь или жена — Тугультаевой. Такая модель — одна из самых распространённых в русском языке, но основа здесь не славянская, а заимствованная.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически соседствовали русские и тюрко-монгольские народы: Калмыкия, Астраханская область, Оренбуржье, Башкортостан, Казахстан. Встречается она и у бурят, и у калмыков — у этих народов имя Тугульт (Тугультай) встречается как личное. В русских переписных книгах XVII–XVIII веков такие имена фиксировались у служилых людей, казаков и крестьян из южных уездов.

Сложность разбора в том, что основа могла быть искажена при записи: в документах встречаются варианты Тогултаев, Туголтаев, Тогультаев. Если исходить из монгольского «тугул» (жеребёнок), то имя могло быть прозвищем ловкого или молодого человека. В калмыцком языке есть слово «тугл» — «теленок», что тоже возможно, но для фамилии Тугультаева версия с конём более правдоподобна: кочевые народы ценили коней выше коров, и прозвища от «конских» корней встречаются чаще.

Сословная принадлежность носителей фамилии не закреплена строго: среди Тугультаевых были и крестьяне, и казаки, и мелкие чиновники. В XIX веке фамилия встречается в метрических книгах Астраханской губернии и в списках калмыцких родов. Уникальность фамилии в том, что она сохранила редкую тюркскую основу с уменьшительным суффиксом, который в русском языке почти не встречается, — это делает её хорошим маркером для генеалогического поиска в южнорусских и азиатских архивах.