Фамилия Тужаев образована от прозвища или имени Тужай. В её основе лежит тюркский корень «туз» — «соль». В тюркских языках, в частности в татарском и башкирском, слово «туз» означает не только пищевую соль, но и нечто ценное, крепкое, основополагающее. Прозвище Тужай могли дать человеку, связанному с добычей или торговлей солью, либо обладателю крутого, «солёного» нрава. Есть и другая версия: в некоторых диалектах «тужай» — форма обращения к старшему или уважаемому человеку, что-то вроде «дядя» или «старейшина».

Модель образования фамилии — классическая для русской ономастики тюркского происхождения: к основе Тужай добавили патронимический суффикс -ев. Фонетически это закономерно: конечный звук «й» смягчил суффикс, дав «-ев», а не «-ов». Таким образом, Тужаевы — потомки человека по имени или прозвищу Тужай.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Приуралью — регионам, где веками соседствовали русские, татары, башкиры и чуваши. Наибольшая плотность носителей фиксируется в Оренбургской области, Татарстане и Башкортостане. Встречается она и в среде казанских татар, и у русских, что говорит о давних межэтнических контактах: фамилия могла закрепиться и после крещения в православие, и остаться в мусульманской среде.

С точки зрения социального контекста, Тужаевы чаще всего были государственными или ясачными крестьянами, реже — мещанами. Дворянских родов с такой фамилией в дореволюционных родословных книгах не отмечено. Сравните с однокоренными фамилиями: Тузов (от того же «туз»), Тужев (от «тужить» — горевать), Тужбаев (с другим тюркским аффиксом). Тужаев стоит особняком: редкий суффикс -ай указывает на ласкательно-уважительную форму имени, что делает фамилию не просто указанием на предка, а на его характер или положение в общине.