Фамилия Тырлышкина — женская форма фамилии Тырлышкин, и её разбор стоит начать с неожиданной детали: в русском языке это редкий случай, когда основа фамилии не имеет очевидных параллелей в литературном языке или распространённых говорах. В отличие от множества фамилий, образованных от крестильных имён (Иванов) или профессий (Кузнецов), Тырлышкин явно восходит к прозвищу, которое звучало как Тырлышка.

Само прозвище, скорее всего, происходит от глагола «тырлыкать» или существительного «тырлык». В южнорусских и некоторых центральных говорах «тырлыкать» означало издавать прерывистые, дребезжащие звуки, ворковать или напевать себе под нос. В словаре Владимира Даля встречается слово «тырлыкать» — «говорить невнятно, бормотать». Человек, получивший прозвище Тырлышка, мог быть неразборчивым говоруньей, любителем напевать или тем, кто постоянно что-то бормотал. Вторая версия, менее вероятная, связывает прозвище с диалектным «тырлык» — так в некоторых местах называли небольшой колокольчик или погремушку, и тогда прозвище могло относиться к говорливому или шумному человеку.

Модель образования фамилии — суффикс -ин, который в русской ономастике указывает на принадлежность: «чей?» — «Тырлышкин сын», то есть сын Тырлышки. Суффикс -к- в основе прозвища (Тырлышка) выполняет уменьшительно-уничижительную или просто разговорную функцию, как в словах «братишка» или «сынишка». Это говорит о том, что прозвище было бытовым, неофициальным, и закрепилось в среде простых людей — крестьян или посадских, где подобные «домашние» именования были нормой.

Географически фамилия тяготеет к югу России: наибольшее число носителей Тырлышкиных зафиксировано в Воронежской, Тамбовской и Ростовской областях. Это подтверждает южнорусское происхождение основы: именно в этих краях глагол «тырлыкать» был в ходу. Встречается фамилия и в Белгородской области, что связывает её с зоной распространения воронежских говоров.

Сословно предки Тырлышкиных, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами. Фамилия не встречается в дворянских родословных книгах и не имеет «княжеских» суффиксов (-ский). Это типичная крестьянская фамилия, возникшая не раньше XVII–XVIII веков, когда прозвища начали массово переходить в наследственные фамилии у непривилегированных слоёв.

Интересно сравнить Тырлышкина с однокоренными фамилиями: Тырлов, Тырлин, Тыркалов. Все они образованы от разных форм того же корня «тыр-», который в русских говорах связан с трением, звукоподражанием или торчанием (ср. «тыркать» — толкать). Тырлышкин стоит особняком благодаря суффиксу -ышк-, который придаёт прозвищу оттенок ласкательности или, наоборот, пренебрежения — в зависимости от интонации, с которой его давали.