Фамилия Тухтамышев — яркий пример того, как тюркское имя, пройдя через русскую фамильную модель, закрепилось в документах. В основе лежит мужское личное имя Тухтамыш, широко распространённое у многих тюркских народов — татар, башкир, казахов, узбеков. Суффикс -ев указывает на русский способ образования фамилий: «сын Тухтамыша» или «потомок Тухтамыша». Это классическая патронимическая модель, где роль играет не столько география, сколько сам факт вхождения носителя имени в русскоязычную среду — чаще всего через крещение или делопроизводство.

Само имя Тухтамыш составное. Первая часть — «тухта» (или «тукта») — восходит к тюркскому глаголу со значением «остановись», «стой», «задерживайся». Вторая часть — «мыш» — суффикс, образующий имя действия или результата. В буквальном переводе имя можно понять как «остановившийся», «удержавшийся». Однако в ономастике такие имена часто несли охранительный, обереговый смысл: родители давали имя с пожеланием, чтобы ребёнок «задержался» в этом мире, не ушёл рано, чтобы беды и болезни обходили его стороной. Это типичная для тюркской традиции практика «защитных» имён, особенно в семьях, где дети умирали в младенчестве.

Исторически имя Тухтамыш известно по знаменитому хану Золотой Орды конца XIV века — Тохтамышу, который сжёг Москву в 1382 году. Но фамилия Тухтамышев не обязательно связана с этим правителем. Чаще всего она возникла в среде служилых татар и башкир, которые после присоединения Поволжья и Урала к Русскому государству переходили на русскую службу и получали фамилии по имени отца. Многие из таких родов оседали в Казанской, Оренбургской, Уфимской губерниях. Встречаются Тухтамышевы и среди крещёных татар (кряшенов), где фамилия сохранила исходную основу, но утратила прямую связь с исламской традицией.

С точки зрения словообразования у фамилии есть любопытная особенность. В татарском языке имя часто произносится как «Туктамыш» (с твёрдым «к»), а написание «Тухтамышев» с буквой «х» — результат адаптации через русскую графику, где звук «къ» или «к» в соседстве с глухими согласными мог передаваться как «х». Поэтому в метрических книгах и ревизских сказках XIX века можно встретить варианты: Туктамышев, Тухтамышев, а иногда и Тохтамышев. Последний вариант — прямая отсылка к ордынскому хану, но он встречается реже и чаще у русских дворянских родов, тогда как Тухтамышев — фамилия преимущественно народная, крестьянская или мещанская.

Сегодня носители фамилии живут в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях, а также в Средней Азии. Фамилия не относится к числу массовых, но и не является исчезающе редкой: её можно встретить в списках сельских жителей, в татарских и башкирских родословных.