Фамилия Тырнабаев звучит непривычно для русского уха, но её строение сразу выдаёт тюркское происхождение. Основа здесь — «тырна» (или «тырнак»), что в ряде тюркских языков, включая казахский, башкирский и татарский, означает «ноготь» или «коготь». Вторая часть «-бай» — это распространённый в тех же языках компонент, который в древности обозначал «богач», «хозяин», «господин», а позже превратился в титульный элемент имени. Таким образом, Тырнабай — это составное личное имя, которое можно перевести как «богатый когтем», «хозяин когтя» или, в переносном смысле, «цепкий, как коготь».

Словообразовательная модель фамилии типична для русской адаптации тюркских имён: к основе Тырнабай добавили русский патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного). Фамилия означает «сын Тырнабая» или «принадлежащий роду Тырнабая». Такие фамилии массово возникали в XIX веке, когда у башкир, татар, казахов и других народов империи начали фиксировать родовые прозвания по отцу.

Географически фамилия Тырнабаев наиболее вероятна в среде башкир и татар, реже — у казахов. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении: скорее всего, родоначальник был известен в своей деревне или ауле под прозвищем Тырнабай. Прозвище могло отражать внешность (длинные, цепкие пальцы, похожие на когти), характер (настойчивый, хваткий человек) или даже род занятий — например, охотника, который брал зверя «когтями», то есть голыми руками или с помощью ловчих птиц.

Интересно, что в некоторых тюркских диалектах «тырна» может быть вариантом слова «тарна» — «журавль». Тогда имя Тырнабай получило бы значение «журавль-богач», что тоже возможно, хотя версия с «когтем» встречается в ономастике чаще. Спорных толкований тут немного, и первое — самое прямое и логичное.

Сословная принадлежность носителей фамилии в прошлом, скорее всего, была крестьянской или мещанской, без дворянских корней. Встречаются Тырнабаевы среди тептярей и башкир-вотчинников, но точных данных по сословиям для этой редкой фамилии нет — её носители не попали в крупные родословные книги.