Фамилия Тюльдюков — редкая, и её разговорная, почти гротескная форма сразу бросается в глаза. В отличие от большинства русских фамилий на -ов, образованных от церковных имён (Иванов, Петров), эта стоит особняком. Чтобы понять её происхождение, нужно отбросить ожидание «благородного» корня.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), а основа — тюркское прозвище или имя Тюльдюк. В тюркских языках корень «тюль» (tül) связан с понятием «сон», «сновидение». Соответственно, Тюльдюк — это, вероятно, «сонный», «мечтательный» или даже «тот, кто видит вещие сны». Такие прозвища в тюркской среде давали не в обиду, а как оберег или по внешнему признаку: человек мог быть медлительным, задумчивым, либо, наоборот, считалось, что имя с таким корнем отгоняет бессонницу.

Версия о происхождении от русского слова «тюль» (ткань) маловероятна. Фамилии от названий тканей обычно образуются через профессию (Тюлев — «торговец тюлем»), а суффикс -юк в русской антропонимии встречается редко и почти всегда указывает на тюркское влияние (ср. Казюк, Тюлюк, Бирюк). Гораздо логичнее видеть в основе диалектное или искажённое тюркское имя.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически было сильное татарское, башкирское или чувашское влияние — например, к Поволжью и Уралу. В метрических книгах XIX века Тюльдюковы встречаются в Казанской и Оренбургской губерниях. Предок носителя фамилии, скорее всего, был крещёным татарином или чувашом, получившим при крещении русское имя, но сохранившим в быту старое родовое прозвище, которое и закрепилось в документах как фамилия.

Примечательно, что фамилия не получила широкого распространения и осталась «гнёздовой» — её носители, вероятно, происходят из одного небольшого рода. Это не фамилия дворян или купцов первой гильдии, а фамилия крестьян или однодворцев, что подтверждается её просторечной, «нелитературной» формой. В современной России она встречается единично, что делает её ценным маркером для генеалогического поиска: все Тюльдюковы, скорее всего, являются дальними родственниками.