Фамилия Тведохлеб — одна из тех «говорящих» русских фамилий, где прозвище-основа настолько прозрачна, что не оставляет сомнений в своём происхождении. Она образована от прозвища Твердый (или Твердой) Хлеб и относится к группе «хлебных» фамилий, куда входят, например, Кислохлеб, Сладкохлеб, Преснохлеб. Человека так могли прозвать за то, что он пёк или предпочитал чёрствый, жёсткий хлеб, либо за его характер — твёрдый, несговорчивый, «чёрствый» в переносном смысле.

В основе фамилии лежит прилагательное «твердый» в его старом, более полном звучании (ср. «твердо», церковнославянское название буквы «т»). Вторая часть — «хлеб» — прямо указывает на связь с хлебопечением или хлебной торговлей. Скорее всего, первый носитель фамилии был либо пекарем, чей хлеб славился плотностью и долгой сохранностью, либо человеком скупым, неласковым — в народе говорили «твердый, как хлебная корка». Модель образования — сложение двух основ без суффикса (чистая основа), что характерно для прозвищ, которые закрепились как фамилии в крестьянской среде.

Фамилия Тведохлеб — редкая. Встречается преимущественно на юге России и Украине, где диалектное «тведо» (через «е») было более распространено, чем литературное «твёрдо». В письменных источниках XVIII–XIX веков можно найти варианты Твердохлеб и Твёрдохлеб, но написание через «е» закрепилось как основное. В отличие от фамилии Твердохлебов, где суффикс -ов указывает на патронимическое происхождение («сын Твердохлеба»), форма без суффикса говорит о том, что прозвище перешло в фамилию напрямую, без дополнительного оформления.

Среди носителей фамилии нет громких исторических фигур, известных за пределами узких кругов. В основном это потомки крестьян и мещан из Полтавской, Харьковской и Курской губерний. В советское время фамилия встречалась среди рабочих и служащих, но никогда не была массовой. Её уникальность — в прямом, почти грубоватом значении, которое не стёрлось со временем, в отличие от многих затемнённых фамилий.