Фамилия Тюльтин — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не профессия, а, скорее всего, прозвище, связанное с внешностью или поведением. Она образована по типичной русской модели с суффиксом -ин, который указывает на принадлежность: Тюльтя — это основа, а Тюльтин означает «сын Тюльти» или «человек из семьи Тюльти». Такая модель характерна для фамилий, произошедших от прозвищ, оканчивающихся на -а или -я.

Ключ к разгадке — слово «тюльтя». В русских говорах, особенно в центральных и южных областях, «тюля», «тюлька» или «тюльтя» могли называть неуклюжего, медлительного или нерасторопного человека. Есть и другая версия: в некоторых диалектах «тюльтей» называли человека с опухшим, одутловатым лицом или просто толстяка. Корень здесь тот же, что и в слове «тюльпан» (от тюркского «тюльбенд» — тюрбан), но в народной речи он переосмыслился и стал обозначать что-то надутое, рыхлое. Таким образом, прозвище Тюльтя мог получить человек либо медлительный, либо полный.

В ономастике эту фамилию нередко путают с Тюлькиным или Тюленевым, но это разные основы. Регионально фамилия Тюльтин встречается крайне редко и тяготеет к Поволжью и Уралу, что косвенно подтверждает её прозвищное, а не крестильное происхождение — в этих краях диалектная лексика сохранялась дольше. Сословно носителями, скорее всего, были крестьяне или посадские люди, поскольку фамилии на -ин от прозвищ в дворянской среде почти не встречались.

В написании фамилии стоит обратить внимание на твёрдый корень: Тюльтин, а не Тюльтинъ или Тюльтинов — последний вариант был бы от имени Тюльтя с суффиксом -ов, что для этой основы нехарактерно. Известных исторических деятелей с такой фамилией не зафиксировано, что только подтверждает её сугубо бытовое, «народное» происхождение: предок носителя был просто человеком, получившим меткое прозвище, которое закрепилось за его потомками.