Фамилия Тюлешов — редкий случай, когда прозвищная основа почти наверняка связана с тюркским языком, а не с русским диалектным словом. В русских говорах нет корня «тюлеш» со значением, которое могло бы стать прозвищем. Поэтому этимология идёт по тюркской линии.

В основе фамилии лежит слово «тюлеш» (варианты произношения — «төлөш», «түләш»). В ряде тюркских языков (татарском, башкирском, казахском) этот корень означает «плата», «возмещение», «расплата», а также «доля», «часть». Прозвище Тюлеш мог получить человек, который занимался распределением добычи или имущества, был сборщиком податей, либо, напротив, тот, кто постоянно отдавал долги. Вторая версия — от глагола со значением «желать», «стремиться»: Тюлешем могли назвать упорного, настойчивого человека.

Модель образования фамилии стандартная для русского ономастикона: к тюркскому прозвищу Тюлеш добавили русский патронимический суффикс -ов. Это указывает на то, что фамилия оформилась уже в русскоязычной среде, скорее всего, в XVI–XVII веках, когда служилые татары, башкиры и другие тюркские народы активно входили в состав Московского государства и получали фамилии по отцу.

Географически фамилия тяготеет к регионам Поволжья, Приуралья и Западной Сибири — местам традиционного расселения татар и башкир. Встречается она и у русских, но в таких случаях, как правило, предки были крещёными татарами или имели смешанные корни. Двойного написания (через «и» или «ё») у фамилии нет — ударение стабильно падает на второй слог: Тюлешов.

Социальный контекст: поскольку основа не указывает на знатное происхождение (нет княжеских или боярских суффиксов -ский/-ской), Тюлешовы, вероятнее всего, относились к служилым людям «по прибору» (стрельцы, казаки) или к государственным крестьянам. Дворянских родов с такой фамилией в «Бархатной книге» и других родословных сборниках не зафиксировано.