Фамилия Тюкалина образована от прозвища или нецерковного имени Тюкала. Основа здесь — глагол «тюкать», который в русских говорах имеет несколько значений: стучать, ударять, издавать глухой звук, а также — в переносном смысле — делать что-то неловко, неумело, «тюкать топором». Человек, получивший такое прозвище, мог быть плотником, столяром или просто тем, кто постоянно что-то чинил, постукивая молотком. Реже «тюкалой» называли болтливого или надоедливого человека (от диалектного «тюкать» — болтать без умолку).

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Тюкалин — «сын Тюкалы». Это типичная модель для русских фамилий, образованных от прозвищ или имен, оканчивающихся на -а/-я. По такой же схеме появились фамилии Тюкин, Тюков, Тюрин, но Тюкалин отличается редкой основой: в ономастических справочниках она почти не встречается, что говорит о её узкорегиональном или даже локальном происхождении.

Наиболее вероятная территория бытования — северные и центральные области России, где слово «тюкать» активно использовалось в крестьянском быту. В переписных книгах XVII–XVIII веков можно найти крестьян с прозвищем Тюкала, например, в Вологодской или Архангельской губерниях, но массового распространения фамилия не получила. Встречается она и в Сибири, куда её могли принести переселенцы с Русского Севера.

Версия о связи с тюркским корнем (например, «тюк» — груз, тюк) менее вероятна: суффикс -ин в таком случае был бы нехарактерен для русской адаптации тюркских прозвищ, которые чаще давали фамилии на -ов. Поэтому основная гипотеза — чисто славянская, от прозвища по занятию или характерному действию.

Носители фамилии Тюкалина — это потомки того самого «тюкалы»: мастерового человека, который жил в деревне, плотничал или просто выделялся привычкой постукивать пальцем по столу в раздумье. Сословно предки почти наверняка были крестьянами или ремесленниками, а не дворянами: фамилия не фиксируется в родословных книгах и не имеет аристократического ореола.