Фамилия Тюлихова — женская форма фамилии Тюлихов. В её основе лежит неканоническое имя или прозвище Тюлих, которое, скорее всего, образовано от глагола «тюлить» — в русских говорах это означало «медлить, тянуть, делать кое-как». Человек, получивший такое прозвище, мог быть нерасторопным или небрежным в работе.

Словообразовательная модель здесь необычна. В отличие от массовых фамилий на -ов/-ев (Тюликов) или -ин (Тюлихин), фамилия Тюлихов использует суффикс -их(ов). Это редкий тип, который встречается в основном в северных и северо-восточных регионах России, особенно в бывших новгородских землях. Суффикс -их- в основе указывал на принадлежность к роду или семье: Тюлих — это «тот, кто из семьи Тюли». Позже к этой основе добавили стандартный патронимический суффикс -ов, чтобы вписать фамилию в общерусскую модель склонения.

В некоторых диалектах «тюля» или «тюлик» означало также «плохо одетый человек», «оборванец». Не исключено, что прозвище Тюлих могло относиться к неопрятному или бедно одетому крестьянину. Однако, как и в случае с большинством прозвищ, со временем первоначальный смысл стёрся, и фамилия закрепилась за потомками без отрицательной окраски.

Географически фамилия Тюлихова тяготеет к Вологодской, Архангельской и Кировской областям — это зона бытования «окающих» говоров и архаичных суффиксов. Встречаются также варианты написания через «е» — Телюхов, но это уже результат диалектного произношения или ошибок в документах. Сословно носители фамилии, скорее всего, происходили из государственных крестьян, а не из дворян, так как фамилии на -ихов нехарактерны для высших сословий.