Фамилия Тюлегенов — яркий пример тюркского наследия в русском ономастиконе. Её основа восходит к мужскому личному имени Тюлеген, которое распространено у казахов, киргизов, каракалпаков и других тюркских народов. В переводе с казахского и киргизского языков «тюлеген» означает «желанный», «долгожданный». Имя давали долгожданным, вымоленным у высших сил детям, особенно если в семье долго не было наследника или предыдущие дети умирали. Таким образом, фамилия Тюлегенов буквально означает «потомок Тюлегена» или «из рода Тюлегеновых».

Словообразовательная модель типична для русификации тюркских фамилий: к основе Тюлеген прибавили русский патронимический суффикс -ов, который указывает на принадлежность к отцу или роду. В самой тюркской среде фамилия могла бы выглядеть как Тюлегенов, Тюлегенулы или Тюлегенкызы, но в русской документации закрепился именно суффикс -ов, как самый распространённый для фамилий из бывших кочевых регионов.

Встречается фамилия преимущественно в Казахстане, Киргизии, а также среди диаспор в России, особенно в Оренбургской, Астраханской областях и в Татарстане. Исторически её носители — выходцы из тюркских кочевых племён, где имя Тюлеген было известно с древности. В советское время, при массовой паспортизации, многие казахи и киргизы получили фамилии именно в такой русской форме, поэтому Тюлегенов — не редкая, но и не массовая фамилия, она сохраняет связь с конкретным именем-пожеланием.

Стоит отметить, что в некоторых тюркских языках существует омонимичное слово «тюле» — «платить», «выплачивать дань», но для данной фамилии эта версия маловероятна. Имя Тюлеген в ономастике твёрдо связывают с семантикой «желанности», а не с финансовыми или податными отношениями. Поэтому основная и наиболее правдоподобная версия — происхождение от личного имени со значением «долгожданный ребёнок».