Фамилия Тюлекеев — редкая, и её происхождение почти наверняка связано с тюркскими языками. Основа «тюлекей» восходит к личному имени или прозвищу, которое можно разобрать на две части: «тюле» и «кей». Первая часть, «тюле», в тюркских языках (особенно в казахском, киргизском, башкирском) связана с понятием «желание», «мечта», «просьба» или «праздник» (например, казахское «тiлек» — пожелание). Вторая часть, «кей», часто выступает как уменьшительно-ласкательный суффикс или часть имени, указывающая на человека. Таким образом, Тюлекея можно понять как «желанный», «тот, кого просили» или «праздничный». Это типичная модель для древних тюркских имён-оберегов: ребёнка называли не просто так, а с пожеланием ему счастливой судьбы.

Суффикс «-ев» в фамилии указывает на русскую модель патронимического образования. Фамилию получили потомки человека по имени Тюлекей, когда их стали записывать в метрики и ревизские сказки по отцу. Обычно такие фамилии закреплялись за тюркскими родами, которые жили в смешанных регионах или переходили в православие, но могли сохранять исходное имя как родовое. В отличие от многих русских фамилий на «-ов», здесь основа не славянская, а заимствованная, что делает её ценной для изучения межэтнических контактов.

Географически фамилия Тюлекеев встречается в основном в Поволжье и на Южном Урале — в Башкортостане, Татарстане, Оренбургской области. Это зона расселения башкир и татар, где такие фамилии на «-ев» нередки. Встречается она и у казахов, но там чаще пишется как Тюлекеев или Тілекеев. Социально предки носителей фамилии, скорее всего, были скотоводами или земледельцами, входившими в состав башкирских или татарских общин. Дворянских корней у фамилии нет — это народная, крестьянская или казачья фамилия, возникшая в XIX веке при массовом учёте населения.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Тюлеев, Тюлегенов, Тюлебаев) показывает, что все они построены по схожей схеме: основа «тюле» + разный второй компонент. Тюлекеев стоит особняком из-за редкого суффикса «-кей», который в русской записи легко спутать с обычным окончанием. Если бы фамилия была записана без адаптации, она могла бы выглядеть как Тюлекейев или Тюлекеев — двойная «е» указывает на долготу гласного в исходном имени. Так что носитель фамилии может смело считать, что его предок был человеком, чьё имя означало «долгожданный» или «исполненное желание».