Фамилия Тюлебеков — классический пример фамилии, образованной по тюркской модели: к основе добавляется русский патронимический суффикс -ов. В данном случае исходником послужило имя Тюлебек, которое состоит из двух частей: «тюле» и «бек».

Самая вероятная версия связывает первую часть с тюркским словом «тюле» (или «тюл»), которое означает «желание», «просьба», «мечта». В некоторых тюркских языках, например в казахском, существует имя Тілеу (Тилеу) с тем же значением. Вторая часть — «бек» (или «бий») — это титул, означающий «господин», «князь», «владыка». Таким образом, имя Тюлебек можно перевести как «господин, которого желали» или «исполняющий желания». Это типичное составное имя-пожелание, которое давали ребёнку в надежде на счастливую судьбу.

Модель образования фамилии проста: имя Тюлебек + русский суффикс -ов, указывающий на принадлежность («сын Тюлебека»). Такая гибридная форма — тюркская основа и славянский суффикс — характерна для фамилий народов Поволжья, Урала и Средней Азии, которые в XIX–XX веках активно входили в состав Российской империи и получали русские паспортные записи.

Географически фамилия Тюлебеков чаще всего встречается в Казахстане и среди казахов, а также у других тюркоязычных народов (например, у башкир, татар). В России носители сосредоточены в Оренбургской, Астраханской областях и в регионах с большим тюркским населением. Встречаются варианты написания с буквой «и» — Тюлебиков, но это скорее исключение.

С точки зрения сословной истории, фамилия не указывает на дворянство или крепостное право: её носителями были в основном кочевники, скотоводы или сельские жители, которые получили фамилию при переписях. Редкая деталь: в отличие от многих тюркских фамилий с суффиксом -ов, где ударение падает на последний слог (Тюлебекóв), в разговорной речи у казахов часто сохраняется ударение на первый слог — Тю́лебеков, что ближе к исходному имени.