Фамилия Тюкмаев — редкий пример, когда основа настолько затемнена, что даже опытный ономаст даст не один, а два-три варианта. В ней нет привычного славянского корня, и это сразу указывает на тюркское происхождение. Суффикс -ев здесь стандартный русский патронимический (указывает на происхождение по отцу), а вот основа Тюкмай — тюркская. Если бы фамилия была образована от русского имени или прозвища, мы бы видели что-то вроде Тюков или Тюкин, но здесь именно Тюкмай, что меняет всё.

Самый вероятный путь лежит через тюркское личное имя Тюкмай. В татарском, башкирском и казахском языках есть слово «төкмәй» (tökmäy) — «не проливай», «не рассыпай». Это могло быть охранительным именем-оберегом, которое давали младенцу, чтобы уберечь его от «утечки» жизненных сил, болезней или бедности. По другой версии, основа восходит к тюркскому «тюк» (tük) — «волос», «шерсть», «пух». Тогда Тюкмай могло означать «волосатый», «пушистый» — прозвище по внешнему признаку, которое закрепилось за человеком с густыми волосами или бородой. Оба варианта возможны, но первый (охранительное имя) встречается в тюркской антропонимии чаще, чем прозвища по волосам.

Географически фамилия Тюкмаев привязана к Волго-Уральскому региону. Она встречается среди татар и башкир, а также у русских, чьи предки жили в смешанных селах бывшей Казанской, Уфимской или Оренбургской губерний. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках эту фамилию можно найти в Казанской губернии, особенно в Мамадышском и Лаишевском уездах, где было много татарских и кряшенских деревень. Писали её вариативно: Тюкмаев, Тюкмяев, а иногда и Тюкманов — из-за того, что при записи на слух путали конечные -ев и -ов.

Однокоренных фамилий в русском языке нет, зато в тюркском ряду есть параллели: Тюкмаков (с другим суффиксом), Тюкманов, а также фамилии от схожих охранительных имён — Сакмаев (от «сакла» — «береги»), Тукмаев (от «тукма» — «не бей»). Тюкмаев стоит в этом же ряду: это не ремесленная и не сословная фамилия, а именная, личная, возникшая из прозвища или имени, данного по обычаю тюркских народов. Предок носителя этой фамилии, скорее всего, был простым крестьянином или воином, получившим своё прозвище в деревенской общине.