Фамилия Тырбылева — женская форма фамилии Тырбылев. В её основе лежит прозвище или некалендарное имя Тырбыл, и это один из тех редких случаев, когда корень фамилии не имеет очевидных параллелей в современном русском языке. Чтобы понять происхождение, приходится обращаться к диалектной лексике и соседним языковым традициям.

Самая правдоподобная версия связывает основу с диалектным глаголом «тырбанить» или «тырбать». В некоторых русских говорах, особенно на северо-западе и в Сибири, эти слова означают «теребить, дёргать, тормошить», а также «брать силой, отнимать». Тырбылом могли прозвать человека суетливого, непоседливого, либо, наоборот, того, кто отличался хваткостью и умел «выхватить» своё. Второй вариант — связь с украинским или белорусским словом «тирба», которое означает «суматоха, беспорядок, хлопоты». В этом случае прозвище Тырбыл мог получить вечно озабоченный, хлопотливый человек.

Модель образования фамилии проста и типична для русского севера и центральных областей: суффикс -ев присоединялся к основе, оканчивающейся на твёрдый согласный (Тырбыл → Тырбылев). Окончание -а указывает на принадлежность женщине (дочь или жена Тырбылева). Интересно, что фамилия встречается с вариантом написания через «и» — Тирбылев, что подтверждает её связь с диалектным произношением, где «ы» и «и» могли звучать неразличимо.

О сословной принадлежности первых носителей фамилии судить сложно: Тырбылевы не упоминаются в родословных книгах дворянских родов. Скорее всего, это крестьянская или мещанская фамилия, возникшая в среде, где прозвища давали по поведению или бытовым привычкам. Встречается она преимущественно в Вологодской, Архангельской и Кировской областях — на территориях, где сохранилась архаичная лексика, из которой и вышло слово «тырбыл».