Фамилия Тюлибаева — яркий пример того, как тюркское прозвище легло в основу русской фамилии. Подобно тому, как знаменитые дворянские роды Тургеневых (от прозвища Турген — «быстрый, скорый»), Аксаковых (от Аксак — «хромой») или Булгаковых (от Булгак — «беспокойный») ведут начало от тюркских корней, Тюлибаевы наследуют прозвище своего далекого предка. В основе фамилии лежит мужское личное имя или прозвище Тюлибай, которое состоит из двух частей: «тюли» и «бай».

Вторая часть — «бай» — в тюркских языках означает «богач», «хозяин», «господин». Это был почетный компонент, который часто добавляли к именам, желая мальчику богатства и уважения. Первая часть «тюли» менее однозначна. Наиболее правдоподобная версия связывает её с глаголом, означающим «просить», «выпрашивать» или «желать». В этом случае Тюлибай осмысляется как «просящий богатства» или «тот, кому желают добра и достатка». Возможна и другая трактовка, где «тюли» восходит к слову со значением «бешеный», «неистовый» — тогда прозвище описывало бы вспыльчивый, горячий нрав своего обладателя. Однако версия с пожеланием богатства выглядит убедительнее: имена с компонентом «бай» в тюркской традиции чаще несли благопожелательный, а не описательный характер.

Суффикс «-ев» в окончании указывает на модель образования, типичную для русских фамилий от основ на мягкий согласный или «й». Фамилия Тюлибаева отвечает на вопрос «чей?» и означает «принадлежащий Тюлибаю», то есть потомок человека по имени Тюлибай. В мужском варианте фамилия звучит как Тюлибаев, а женская форма Тюлибаева закрепилась в русской традиции как неизменяемая по роду.

Такие фамилии были широко распространены среди татар, башкир, казахов и других тюркских народов, а после вхождения их земель в состав Российского государства постепенно адаптировались в русской среде. Предки Тюлибаевых, носившие имя Тюлибай, могли быть как кочевниками-скотоводами, для которых богатство измерялось табунами лошадей и отарами овец, так и оседлыми жителями — торговцами или ремесленниками, стремившимися к достатку. Сегодня фамилия встречается преимущественно в Поволжье, на Урале и в Казахстане, что отражает исторический ареал расселения тюркских народов.