Фамилия Тюлькачев — один из тех случаев, когда исходное прозвище почти наверняка связано не с именем, а с рыбой. Основа «тюлька» — это мелкая промысловая рыба семейства сельдевых, хорошо известная в низовьях Волги и на Каспии. Прозвище Тюлька могли дать невысокому или щуплому человеку, либо, по контрасту, ловкому и юркому, как рыбка, ускользающая из рук. В русских говорах слово «тюлька» также имело переносное значение «мелочь, пустяк», что могло относиться к человеку незначительному по положению или занимающемуся мелкими делами.

Словообразовательная модель фамилии указывает на её позднее происхождение и, скорее всего, невеликорусскую природу. Суффикс «-ев» присоединяется к основам на мягкий согласный или шипящий. Однако в данном случае мы видим не стандартное «Тюлькин» (от «Тюлька» через суффикс обладания «-ин»), а форму «Тюлькачев». Это значит, что в основе лежала не сама рыба, а уже образованное от неё прозвище Тюлькач. Суффикс «-ач» в русских прозвищах активен и часто обозначает деятеля или носителя признака: «скрипач» (скрипач), «трубач», «рвач». Соответственно, Тюлькач — это человек, которого дразнили тюлькой, либо тот, кто промышлял ловлей или продажей тюльки.

География фамилии подтверждает эту версию. Тюлькачевы встречаются преимущественно в Поволжье, особенно в Самарской, Саратовской, Астраханской областях и в Татарстане. Это зона массового промысла тюльки, которая в XIX веке была важным продуктом питания бедноты и кормов для скота. Таким образом, предок носителя фамилии мог быть рыбаком, скупщиком рыбы или просто жителем приволжского села, получившим уличное прозвище по роду занятий или внешности.

Встречается и менее вероятная версия, связывающая фамилию с тюркским корнем «тюлька» (в значении «лиса» или «хитрец»), но она не находит серьёзной поддержки в ономастике: для тюркских фамилий характерны другие суффиксы, и форма «Тюлькачев» явно русская по своей грамматике. Поэтому самая надёжная гипотеза — прозвище от названия рыбы, перешедшее в фамилию через промежуточную форму на «-ач».