Фамилия Тырмырбыр — один из тех редких случаев, когда внешняя необычность написания почти наверняка отражает звуковую природу исходного прозвища. Скорее всего, перед нами не славянская, а тюркская или кавказская фамилия, которая при записи в русских документах получила нестандартное, но фонетически точное оформление.

Разбор основы показывает, что здесь нет привычных русских суффиксов (-ов, -ин, -ский). Фамилия состоит из корня (или корней) и, вероятно, является застывшей формой прозвища или имени. Слово «тыр» в тюркских языках (например, в татарском, башкирском, карачаево-балкарском) может означать «стой», «терпи», «настойчивый» или быть частью составного имени. Вторая часть — «мыр» — часто встречается в именах и прозвищах со значением «мужчина», «воин», «князь» (ср. Мырза, Мирза). Третья часть — «быр» — могла быть звукоподражательной или означать «один», «единственный». Таким образом, прозвище Тырмырбыр могло сложиться как описательное: «стойкий мужчина-воин» или «упорный единственный».

Другая, более прозаичная версия — прозвище могло быть звукоподражательным. В тюркских языках есть глаголы, передающие бурчание, ворчание, неразборчивую речь (ср. «тыр-тыр» — звук мотора или болтовни). Тырмырбыром могли прозвать человека, который что-то невнятно бормотал, говорил быстро и нечленораздельно, или же он был ворчливым стариком. Эта версия правдоподобна, так как многие тюркские прозвища строились на яркой звуковой характеристике человека.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где проходили активные контакты русского и тюркского населения — Поволжье, Урал, Северный Кавказ. Встречается она крайне редко, что указывает на её позднюю фиксацию (вероятно, в XIX — начале XX века) и локальный характер. Носители фамилии — это потомки человека, которого в своей среде называли по характерному признаку, а при переписи или крещении записали прозвище как фамилию, не переделывая его на русский лад.

Однокоренных фамилий в русской среде практически нет, что подтверждает её изолированное происхождение. Если искать параллели, то можно вспомнить фамилии Тыркин, Тырлов, но они имеют иную семантику и морфологию. Тырмырбыр стоит особняком — это яркий пример того, как фамилия сохраняет в себе живую разговорную речь прошлого, не подогнанную под стандартные модели.