Фамилия Тюленеева — женская форма мужской фамилии Тюленеев, и в её основе лежит прозвище или нецерковное имя Тюлень. В русской традиции такие «звериные» прозвища (Медведь, Волк, Лис, Заяц) были распространены до XVII века и часто выполняли роль оберега: считалось, что имя-прозвище отводит от ребёнка злые силы. Однако с фамилией Тюленеев есть важный нюанс: тюлень — животное нехарактерное для центральной России, где фамилия в основном и формировалась. Внутренних морей (Каспийского, Азовского) тюлени касались лишь по окраинам русских земель, а в Поморье был свой промысел, но фамилия Тюленеев редка в Архангельской области по сравнению с южными регионами. Поэтому прямая связь с морским зверем неочевидна.

Более правдоподобная версия — фамилия образована от мирского имени Тюленя, которое могло быть связано не с животным, а с диалектным словом «тюлень» в значении «неповоротливый, медлительный, увалень». В говорах так могли назвать ребёнка или взрослого за характерную манеру поведения, лень или флегматичность. То есть прозвище было не зоологическим, а бытовым, психологическим. Модель образования простая: основа Тюлен(ь) + суффикс -еев, который представляет собой вариант фамильного суффикса -ев (после мягкого согласного). По правилам русской ономастики, фамилии на -еев указывают на принадлежность: «чей?» — Тюленеев, то есть сын или потомок Тюленя.

Встречается и альтернативное объяснение: отчество от календарного имени Тюлентий — редкой греческой формы имени Терентий (от лат. terentius — «трущий»). Но эта версия слабая: имя Тюлентий нигде не фиксируется в святцах и не имеет массового распространения, а фамилия Тюленеев не образуется от канонического Терентий (правильные формы — Терентьев, Терентьевский). Поэтому вариант с прозвищем Тюлень остаётся основным.

Географически фамилия Тюленеев (и Тюленеева) встречается в основном в Поволжье и на Юге России — в Волгоградской, Ростовской областях, Ставропольском крае. В этих местах слово «тюлень» могло бытовать и в переносном смысле, и как местное название нерпы (каспийского тюленя), но опять же — скорее как характеристика человека. Фамилия не относится к числу дворянских или старых боярских: её носители, судя по архивным записям XIX века, были крестьянами и мещанами. Суффикс -еев, а не -ев, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий знак (Тюлень), что типично для прозвищ, а не для официальных имён.

Таким образом, Тюленеева — фамилия, которая с большой вероятностью пошла от прозвища медлительного или ленивого человека, а не от промысла тюленей. В редких случаях возможно влияние местного говора, где «тюлень» означало нечто иное, но документальных подтверждений этому нет.