Фамилия Тухаренова — женская форма мужской фамилии Тухаренов. Её основа восходит к прозвищу или имени Тухарен. В русской ономастике фамилии с суффиксом -енов встречаются реже, чем -ов или -ев, и часто указывают на нерусское происхождение основы. Чаще всего такие фамилии образуются от тюркских корней, где суффикс -ен может быть частью имени или прозвища.

Самая вероятная версия связывает фамилию с тюркским словом «тухар» или «тухур». В ряде тюркских языков «тухур» означает «потомок», «род» или «племя». В этом случае Тухарен — человек, принадлежащий к определённому роду, или же прозвище, данное по родовой принадлежности. Менее распространённая, но возможная версия — связь с персидским «тухар» (быстрый, резвый) или с названием местности, например, с рекой Тухар или селением Тухари. Такие географические прозвища часто давали переселенцам.

Суффикс -енов в русских фамилиях характерен для регионов Поволжья, Урала и Сибири, где было сильное тюркское влияние. Носители фамилии Тухаренова чаще всего встречаются в Башкортостане, Татарстане и Оренбургской области. Это подтверждает тюркскую версию: предки могли быть башкирами, татарами или казахами, принявшими русскую фамильную модель.

В дореволюционной России такие фамилии обычно принадлежали крестьянам или казакам, реже — купцам. Сословной привилегированности у фамилии не прослеживается. Интересно, что написание «Тухаренова» с буквой «е» в суффиксе — это адаптация под русскую грамматику; в исходном тюркском варианте фамилия могла звучать как Тухаров или Тухарулы, но при записи в метрические книги её «обрусели» по типу Иванов — Иванов.

Фамилия редкая, в списках известных исторических деятелей не значится, что типично для фамилий, образованных от локальных прозвищ. Если искать однокоренные, то ближайшие — Тухаров, Тухарев, Тухарский. Все они восходят к одной основе, но различаются суффиксами, указывающими на разное время или регион оформления фамилии.