Фамилия Туленина — женская форма, а её мужской вариант — Туленин. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Тулень. В русских говорах «тулень» — это не только морское животное, но и человек, которого так окрестили за медлительность, неповоротливость или лень. Связь с названием животного здесь прямая: в народе ленивого человека сравнивали с тюленем, слегка изменив звучание слова. Такие прозвища по поведению или внешности — один из самых древних пластов русских фамилий, они возникали в крестьянской среде ещё в допетровские времена.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Туленин буквально значит «сын Туленя» или «из семьи Туленя». Модель образования типична для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин так же распространены, как на -ов. Если бы прозвище звучало как Тулень, а не Тулен, фамилия могла бы быть Туленев, но в говорах закрепилась форма с твёрдым окончанием. Встречаются и однокоренные фамилии: Туленков, Туленов — они образованы от той же основы, но с другими суффиксами.

Сам по себе корень «тулен-» не имеет отношения к древнерусским именам или топонимам — это чисто прозвищная основа, которая не встречается в документах как каноническое имя. В словаре русских фамилий Б. Унбегауна подобные модели описаны как типичные для «прозвищ от названий животных», хотя сам пример Туленин там не приводится. Фамилия редкая, её географическое распространение неширокое: по данным открытых источников, носители встречаются в Воронежской, Липецкой и Ростовской областях, что может указывать на южнорусские корни.

В дореволюционных переписях фамилия Туленин могла фиксироваться с разным ударением — на первый или второй слог, в зависимости от местного говора. Современное литературное произношение — Туленина с ударением на второй слог (Туленина). Какой-либо связи с дворянскими родами или известными историческими личностями не прослеживается: фамилия оставалась крестьянской или мещанской, что типично для прозвищ, не попавших в родословные книги.