Фамилия Тылыгуз — редкая и неочевидная с точки зрения русской ономастики. В ней нет привычного суффикса -ов, -ин или -ский, а основа звучит иноязычно. Скорее всего, перед нами не славянская, а тюркская фамилия, записанная русскими буквами, причем в форме, близкой к исходному слову, без русифицирующего окончания.

Вероятнее всего, в основе лежит тюркское слово «тылыгуз» или близкое к нему по звучанию. В ряде тюркских языков (татарском, башкирском, казахском) «тыл» означает «язык» (как орган или как речь), а «гуз» (күз) — «глаз». Однако прямое сложение «язык-глаз» маловероятно. Более правдоподобно, что это искаженное или диалектное прозвище, связанное с понятием «тылгы» (подпора, опора) или же с личным именем, образованным от «тылык» (спокойный, тихий). Встречается также тюркское имя Тылык, от которого через притяжательный аффикс могли образовать фамилию Тылыгуз (буквально «принадлежащий Тылыку»).

Географически фамилия почти наверняка привязана к регионам с тюркским населением: Татарстан, Башкортостан, Оренбуржье, а также южный Урал. Если говорить о социальном контексте, то предки носителя фамилии, скорее всего, были крестьянами или мелкими ремесленниками. В дореволюционной России полные фамилии у тюркских народов часто фиксировались именно в такой «голой» форме (без суффиксов), особенно в метрических книгах, если писарь записывал прозвище или имя главы семьи как родовое имя.

Отдельного внимания заслуживает окончание -уз. В русских фамилиях оно почти не встречается, а вот в тюркских — обычное дело (ср. Карагуз, Сарыгуз). Это указывает на то, что фамилия не прошла полную русификацию и сохранила национальную форму. Другими словами, Тылыгуз — это не переделанная под русский лад фамилия, а прямой перенос тюркского прозвища в русский документ.

Спор о значении корня можно свести к двум версиям. Первая: прозвище по внешности или характеру (например, «тихий взгляд» или «спокойный» — если от «тылык»). Вторая: прозвище по занятию или положению («опора», «подпора»). Первая версия выглядит чуть правдоподобнее, так как личные прозвища, описывающие человека, в тюркской среде давали чаще, чем прозвища по ремеслу, которые обычно были более конкретными.