Фамилия Тюкалева — женская форма фамилии Тюкалев, и её происхождение напрямую связано с мужским прозвищем или именем Тюкаль. В основе лежит диалектный глагол «тюкать» — стучать, ударять, издавать глухой отрывистый звук. В разных говорах у этого слова были свои оттенки: на Русском Севере «тюкать» означало «стучать топором» (обычно при рубке дров или тёске), а в южных и центральных областях — «клевать», «долбить» (о птицах). Так что Тюкалем могли прозвать плотника, лесоруба или просто человека, который постоянно чем-то стучал, работал шумно и монотонно. Есть и вторая, менее вероятная версия: от имени Тюка — краткой формы крестильного имени Тихон (через просторечное Тиха, Тюха). Но в этом случае в фамилии должен был бы сохраниться суффикс -ин (Тюкалин), а не -ев.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Тюкалев — это «сын Тюкаля» или «человек из рода Тюкалей». Такая модель типична для русских фамилий, образованных от основ на мягкий или шипящий согласный (Тюкаль → Тюкалев). Фамилия довольно редкая, её ареал тяготеет к Вологодской, Архангельской и Кировской областям — именно там «тюкать» в значении «стучать топором» было особенно распространено. В переписных книгах XVII–XVIII веков можно встретить крестьян с прозвищем Тюкало (параллельная форма), но сама фамилия Тюкалев, судя по архивным данным, закрепилась в основном в среде государственных и дворцовых крестьян северных уездов.

Особенность написания — ударение на втором слоге (Тюка́лев), что характерно для фамилий с суффиксом -ев от коротких основ. В старых документах встречается вариант Тюкалевъ, а в устной речи — иногда Тюкалёв (с «ё»), но это уже искажение, не соответствующее исходному корню. Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Тюкалев стоит в одном ряду с Тюкаловым, Тюкалкиным и Тюкановым — все они образованы от разных форм того же глагола «тюкать», но указывают на разные профессиональные или поведенческие нюансы предка.