Фамилия Тюлянинов — одна из тех, где исходное слово почти исчезло из живого языка, а фамилия осталась. Её основа — тюлян, тюляна. Что это могло быть, сразу не скажешь, но словообразовательная модель прозрачна: суффикс -инов (вариант -ов после мягкого согласного) указывает на принадлежность: «сын Тюляни» или «человек из семьи Тюляниных». Ударение, скорее всего, падало на второй слог: Тюля́нинов.

Самое правдоподобное объяснение — прозвище Тюляня связано с глаголом тюлять. В русских говорах, особенно южных и среднерусских, тюлять означало «мешкать, медлить, делать кое-как, лениво». Человека, который всё делал не спеша, с ленцой, могли прозвать Тюляней. Это не грубое ругательство, а бытовая характеристика, вроде Копыто или Косой. Вариант с тем же корнем — тюлька, но тут другая основа.

Менее вероятна, но возможна версия от тюркского имени или прозвища. В татарском и башкирском есть слово төлке (лиса), которое в русской передаче могло дать Тюлька или Тюля. Но суффикс -инов характерен именно для русских фамилий, образованных от прозвищ, а не от иноязычных имён. Кроме того, фамилия Тюлянинов встречается в документах XVII–XVIII веков в центральных уездах России, где тюркское влияние было слабым.

Встречается и написание Тюлянинов с одной «н» (Тюлянинов), но это поздняя орфографическая ошибка: в исходном прозвище Тюляня суффикс -ин- принадлежал основе, и при добавлении фамильного -ов получалось двойное «н». В XIX веке при переписях одну букву часто теряли.

Редкий суффикс -инов (а не -ов) указывает на то, что прозвище Тюляня оканчивалось на -я, а не на твёрдый согласный. Таких фамилий немного: Рябинин, Гуляев — и вот Тюлянинов. Это делает её заметной среди более типичных Кузнецовых и Ивановых. Носители фамилии в основном — потомки крестьян и однодворцев южных губерний, где прозвища на -я были особенно живучи.