Фамилия Тулеханова — женская форма, а её мужской вариант — Тулеханов. Основа фамилии — личное мужское имя Тулехан, которое состоит из двух тюркских частей. Первая — «туле», что в ряде тюркских языков означает «полный», «совершенный», «завершённый» или восходит к древнему имени Туле (Төле) с тем же смыслом. Вторая часть — «хан» (повелитель, правитель, владыка). Таким образом, имя Тулехан можно перевести как «совершенный хан», «полноценный правитель» или «хан, достигший полноты власти». Это типичное составное имя-титул, популярное у казахов, татар, башкир и других тюркских народов.

Фамилия образована по русской модели: к основе Тулехан прибавлен патронимический суффикс -ов/-ев, который указывает на принадлежность: «Тулеханов» буквально означает «сын Тулехана», «потомок Тулехана». Окончание -а в женском варианте — стандартное русское грамматическое оформление. Такая модель встречается у многих фамилий тюркского происхождения в России и странах бывшего СССР.

Географически фамилия Тулеханова чаще всего встречается в Казахстане, особенно в южных и западных областях, а также среди казахской диаспоры в России (Оренбургская, Астраханская области). Реже — у татар и башкир. В дореволюционных документах фамилия могла записываться с вариациями: Тулехановъ, Тюлеханов, что связано с особенностями передачи тюркских звуков кириллицей.

Социальный контекст фамилии уходит корнями в кочевую аристократию. Имя Тулехан — не простое, а с элементом «хан», что намекает на происхождение носителя из среды степной знати или хотя бы на уважаемый род. Однако массовое закрепление фамилии произошло уже в XIX–XX веках, когда многие казахи получали русские паспорта и фамилии по отцу. Поэтому не каждый Тулеханов — потомок ханов, но почти каждый — потомок человека, которого звали именем с претензией на власть и полноту.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Тулеев, Тулегенов, Тулебаев) показывает, что все они образованы от имён с корнем «туле» и разными вторыми компонентами. Тулеханова стоит особняком из-за «ханского» окончания основы, что делает её одной из самых «громких» в этом ряду.