Фамилия Тулемысов — редкая, и её разбор требует внимания к тюркскому корню и нестандартной суффиксальной модели. В основе лежит имя или прозвище Тулемыс, которое состоит из двух частей: «туле» (от тюркского «толы» — полный, достаточный, или от глагола «тол-» — наполняться) и «мыс» (в татарском и башкирском — медь, медный). Таким образом, исходное слово могло означать «полная медь» или «наполненный медью» — возможно, прозвище человека, связанного с медным делом, либо имя-пожелание богатства (медь как ценность). В казахском языке есть имя Төлеміс, где «төле» — платить, возмещать, и тогда значение смещается к «платящий долг» или «возмещённый».

Главная особенность фамилии — окончание -ов, которое указывает на русскую модель патронимического образования. Это говорит о том, что предок носителя фамилии жил в среде русского делопроизводства или крестьянского учёта, где тюркское имя Тулемыс русифицировали, добавив типичный суффикс принадлежности. В отличие от фамилий на -ин (которые чаще образуются от основ на -а/-я), форма Тулемысов встречается реже и обычно фиксируется у татар, башкир или казахов, принявших православие или живших в смешанных регионах Поволжья и Урала.

Словообразовательно фамилия стоит особняком: суффикс -ов присоединён к основе, оканчивающейся на твёрдый согласный (Тулемыс), что стандартно, но сам корень не имеет широко известных параллелей в русских фамилиях. Сравните с более частыми Абдулов, Ахметов — там основа ясна. У Тулемысова можно предположить и вариант с усечением: если исходное имя было Тулмыш или Тулмыс, то в записи могла появиться вставная гласная «е» для удобства произношения. Такие фонетические адаптации типичны для документов XVIII–XIX веков, когда переписчики фиксировали тюркские имена на слух.

Географически фамилия тяготеет к Оренбургской области и Башкортостану — регионам, где исторически селились тептяри, мишари и башкиры, часто носившие двусоставные имена. Встречаемость крайне низкая: в современных базах данных Тулемысовы насчитываются единицами, что подтверждает локальный характер прозвища. Социальный контекст — скорее всего, предки были государственными крестьянами или казаками, так как в купеческих и дворянских родах такие тюркские основы почти не фиксируются.

Единственная спорная версия — связь с монгольским «тулэм» (налог, дань). Если принять её, то Тулемыс мог означать «сборщик податей», но фонетически это менее вероятно: в тюркских языках Поволжья слово «тулем» не зафиксировано, а «толымыс» (полнота) встречается в диалектах. Более правдоподобно видеть в фамилии отражение конкретного человека, которого прозвали за занятие медным промыслом или за щедрость (полный, достаточный).