Фамилия Тулайкина — женская форма фамилии Тулайкин, и её происхождение лучше всего рассматривать через мужской вариант. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Тулайка. Это слово образовано с помощью уменьшительно-ласкательного суффикса -айк(а), который в русских говорах активно использовался для создания личных имён и прозвищ (сравните: Шурайка, Васькайка, Минайка). Такая модель была особенно характерна для северных и северо-восточных регионов России, где фамилии на -ин и -их встречаются чаще, чем на юге.

Корень «тул» многозначен, и здесь возможны две основные версии. Первая: от глагола «тулить» — прятать, укрывать, а также «тулиться» — жаться, прижиматься. В этом случае Тулайкой могли назвать человека скрытного, нелюдимого или, наоборот, того, кто постоянно ищет защиты и приюта. Вторая, более прозаическая, версия связывает фамилию с географическим названием. Река Тула и город Тула хорошо известны, но в русских говорах «тула» — это также скрытное, недоступное место, залив, заводь. Прозвище Тулайка мог получить человек, живший у такой заводи или приехавший из местности с похожим названием.

Суффикс -ин в фамилии Тулайкин указывает на принадлежность: «чей?» — сын Тулайки. Это типичная притяжательная модель для русских фамилий, образованных от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а, -я. Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или мещанская, и её носители исторически были сосредоточены в центральных и северных губерниях, где подобные словообразовательные формы были в ходу.

Интересно, что фамилия Тулайкин не имеет отношения к тюркскому слову «тулай» (заяц) — это случайное внешнее сходство. В русской ономастике она прочно стоит в ряду «гнездовых» фамилий от корня «тул»: Тулин, Тулов, Тулаев. Вариант Тулайкин — один из самых редких и живописных, сохранивший в себе архаичную уменьшительную форму, которая в современном языке почти вышла из употребления.