Фамилия Тюкалкина — женская форма фамилии Тюкалкин. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Тюкалка, которое, скорее всего, образовано от глагола «тюкать». В русских говорах у этого слова несколько значений: стучать, ударять (например, «тюкать топором»), а также болтать, говорить без умолку, «тюкать языком». Таким образом, прозвище могло достаться либо плотнику, столяру или дровосеку — человеку, чья работа была связана с постоянным постукиванием, либо болтуну, говорливому человеку. Вторая версия кажется более правдоподобной для прозвища: «тюкалка» как «говорунья» встречается в диалектах чаще, чем «тюкалка» как инструмент.

Модель образования фамилии типична для северных и центральных регионов России. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Тюкалкин — сын Тюкалки. Сначала прозвище закрепилось за отцом (Тюкалка), затем перешло к детям как фамилия, а в женском роде добавилось окончание -а. Интересно, что в некоторых областях слово «тюкалка» имело и ироничный оттенок — так могли назвать несерьёзного, суетливого человека. В любом случае, фамилия звучит скорее как прозвищная, а не как профессиональная.

С географической точки зрения фамилия Тюкалкин (и Тюкалкина) редкая и локальная. Основные следы ведут в Вятскую губернию (современная Кировская область) и на Урал, где диалектные слова с корнем «тюк-» особенно распространены. Встречается фамилия и в Поволжье, но уже реже. Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Тюкин, Тюков, Тюкачев, — то Тюкалкина выделяется именно суффиксом -алк-, который придаёт слову оттенок многократного или назойливого действия. Такая модель (основа глагола + -алк-) в русских фамилиях встречается нечасто, что делает фамилию интересной для этимолога, но не упрощает её толкование.

По сословной принадлежности однозначных данных нет, но, судя по прозвищной основе и региону бытования, носители фамилии скорее всего были из крестьянской или мещанской среды. В дворянские роды фамилия не попала. Известных исторических личностей с такой фамилией не зафиксировано, что тоже типично для прозвищ, не перешедших в высшие сословия.