Фамилия Тузулбаев — одна из тех, где корень разгадывается не сразу, а суффикс сразу выдаёт тюркское происхождение. Модель образования здесь стандартная для многих народов Поволжья, Кавказа и Средней Азии: основа + аффикс принадлежности. Суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких согласных) указывает на то, что фамилию дали по отцу: «сын Тузулбая» или «из рода Тузулбая». В русской паспортной традиции такие фамилии закрепились в XIX–XX веках, когда тюркские имена и прозвища адаптировали под русскую грамматику.

Основа «Тузулбай» составная. Первая часть — «тузул» — восходит к тюркскому корню «түз» (ровный, прямой, правильный) или к глаголу «түзүү» (строить, налаживать, исправлять). В башкирском, татарском и казахском языках «төзү» означает «строить», «төзәү» — «исправлять». Вторая часть — «бай» — классический тюркский компонент со значением «богатый», «господин», «хозяин». Таким образом, имя Тузулбай могло означать «богатый строитель» или «тот, кто налаживает порядок». Возможен и другой оттенок: «тузул» как «ровный, справедливый» — тогда «справедливый богач» или «правильный хозяин».

Географически фамилия тяготеет к Башкортостану и Оренбургской области. Встречается она и у татар, и у башкир, но по звуковому облику — с характерным «з» вместо «з» в литературном татарском — более вероятно башкирское происхождение. В башкирских диалектах форма «туҙыл» (с гортанным «ҙ») при записи в русских документах могла превратиться в «тузул». В метрических книгах и ревизских сказках XIX века такие имена нередко записывали на слух, поэтому возможны варианты Тузулбаев, Тозулбаев, Тузюлбаев.

Уникальная деталь: в отличие от многих тюркских фамилий на -баев, где первая часть — имя (например, Ахметбай, Ильгизбай), здесь основа не личное имя, а прозвище по занятию или качеству. «Тузулбай» — не столько имя, сколько характеристика: «строитель-хозяин». Это сближает фамилию с профессиональными прозвищами, которые редко переходят в фамилии в таком чистом виде. Сравните с однокоренными, например, с фамилией Тузлуков (от «тузлук» — рассол) — они тоже редки и указывают на конкретное ремесло, а не на родство.

Социальный контекст: носители фамилии Тузулбаев, скорее всего, происходят из среды оседлых земледельцев или ремесленников, а не кочевников-скотоводов. Строительство и налаживание хозяйства — оседлые занятия. В сословном плане это могли быть государственные крестьяне или тептяри (сословие в Башкортостане, платившее ясак). Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Известных публичных носителей в открытых источниках нет, что делает фамилию редкой и локальной — она сохранилась в основном в деревнях и малых городах южного Урала.