Фамилия Тултибаев — редкая, и её разбор требует внимания к тюркским корням. В основе лежит личное имя или прозвище Тултибай, которое состоит из двух частей. Первая часть, «тулти», может восходить к тюркскому слову «тул» — «вдова» или «вдовец», либо к «тулту» — «опора», «столб». Вторая часть — «бай» (в тюркских языках «богач», «хозяин», «господин»). Таким образом, Тултибай — это имя-пожелание: либо «опора богатства», либо, что менее вероятно, прозвище, данное вдовцу, который сумел сохранить достаток. Суффикс «-ев» — русский патронимический, указывающий на принадлежность: «сын Тултибая». Такую модель образования (тюркское имя + русский суффикс) массово использовали при переписях в XIX веке, особенно в Поволжье и Приуралье.

Географически фамилия тяготеет к Башкортостану и Оренбургской области. В башкирском языке есть слово «төлтө» — «лисий», и имя Тултибай могло быть связано с тотемным животным или прозвищем за хитрость. Однако это лишь одна из версий: письменные источники фиксируют фамилию именно в башкирской среде, где имена с компонентом «бай» были крайне распространены. Встречается также вариант написания «Тултыбаев» — с твёрдым «ы», что ближе к башкирскому произношению.

Социальный контекст: носители фамилии, скорее всего, были из сословия тептярей или башкир-вотчинников. Тептяри — это сословная группа в дореволюционной России, состоявшая из башкир, татар и других народов, которые платили особый налог и занимались земледелием или скотоводством. Фамилия не дворянская и не купеческая — её корни в крестьянской или военно-служилой среде, где имя-прозвище закреплялось за родом по отцу.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Тулбаев, Тултаев) показывает, что основа «тул» встречается редко и почти всегда привязана к Урало-Поволжью. Это позволяет с уверенностью говорить о башкирском или татарском происхождении, хотя точное значение «тулти» остаётся спорным: лингвисты предполагают искажение от «тултыр» («наполнитель») или диалектное слово, не попавшее в словари. В любом случае, фамилия Тултибаев — прямое указание на предка по имени Тултибай, жившего, вероятно, в XVIII–XIX веках в южноуральских степях.