Фамилия Тухветуллин — редкий пример того, как арабское имя, пройдя через тюркскую языковую среду, закрепилось в виде русской фамилии с помощью суффикса принадлежности. Её основа — мужское личное имя Тухветулла, которое восходит к арабскому «тухфат-Аллах» — «дар Аллаха», «божий дар». В исламской традиции такие имена давали с надеждой на божественное благословение, и они особенно популярны у татар и башкир.

Модель образования фамилии проста: к полной форме имени Тухветулла добавили русский патронимический суффикс -ин. По правилам русской грамматики, если основа оканчивается на -а, присоединяется -ин (ср. Ильин, Никитин). Так «сын Тухветуллы» стал Тухветуллиным. Суффикс -ин указывает на прямое родство, что характерно для большинства русских фамилий, возникших в XVI–XIX веках у крещёных или просто оседлых народов Поволжья.

Географически фамилия почти наверняка привязана к Волго-Уральскому региону — Татарстану, Башкортостану, Оренбуржью. Встречается она редко, что говорит о локальном бытовании: скорее всего, родоначальник жил в одном селе или деревне, и фамилия не получила широкого распространения. В дореволюционных метрических книгах Казанской и Уфимской губерний можно найти варианты написания: Тухватуллин, Тухфетуллин. Чередование «в» и «ф» — результат разного произношения арабской буквы «вав» в диалектах.

Любопытно, что в самой фамилии сохранилась архаичная огласовка: «тухвет» вместо более привычного «тухват». Это может указывать на конкретный диалект или на то, что имя записывали на слух в момент крещения или переписи. Никаких данных о дворянском происхождении Тухветуллиных нет — фамилия однозначно крестьянская или мещанская, как и подавляющее большинство фамилий на -ин в Поволжье.