Фамилия Тюлюмджиев — редкий случай, когда ономастика упирается не в славянские корни, а в тюркское кочевое прошлое. Её основа — тюркское слово «тюлюмджи» (варианты произношения: тюлюмчи, тюлюмжу). В старотюркских диалектах это означало «певец», «сказитель» или «музыкант», играющий на тюлюме — старинном духовом инструменте вроде свирели или волынки. Иными словами, предок носителя этой фамилии был народным музыкантом или акыном.

Суффикс «-ев» указывает на русскую модель образования фамилий от иноязычных основ. Он присоединился к прозвищу Тюлюмджи, которое дали человеку по его ремеслу. В отличие от фамилий на «-ов», которые чаще образуются от имен или названий животных, здесь «-ев» просто адаптировал тюркское слово к русской грамматике: «чей?» — Тюлюмджиев.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически смешивались тюркские и славянские народы: Калмыкия, Астраханская область, Ставрополье, отчасти Дагестан. В этих местах фамилия встречается у калмыков, ногайцев, а также у русских, чьи предки переняли прозвище от соседей-степняков. Встречается вариант написания с одной «ю» — Тюлюмжев, что может быть результатом упрощения при записи в метрических книгах.

Слово «тюлюмджи» родственно калмыцкому «тюлюмч» — «музыкант, играющий на тюлюме». Инструмент тюлюм представлял собой бурдюк из бараньей шкуры с вставленными трубками — прообраз волынки. Такие музыканты были желанными гостями на праздниках, свадьбах и в кочевых становищах. Прозвище могло закрепиться за целым родом, если в нём несколько поколений занимались этим ремеслом.

Версия о связи с тюркским «тюлюм» («мечта», «желание») менее убедительна: суффикс «-джи» в тюркских языках обычно обозначает деятеля («тот, кто делает»), а не обладателя качества. Так что «мечтатель» или «желающий» — натяжка. Скорее всего, перед нами именно профессиональное прозвище, а не характеристика характера.

Фамилия не входит в число распространённых даже на юге России, что делает её своеобразным маркером: её носители почти наверняка происходят из узкого круга потомственных музыкантов или хранителей фольклорной традиции.