Фамилия Тюмен — редкий случай, когда географическое название стало личным именем, а затем и фамилией, почти не изменив формы. В отличие от большинства русских фамилий на -ов/-ев (Тюменев, Тюменов) или -ский (Тюменский), вариант Тюмен стоит особняком. Это так называемая «застывшая» форма: её основа — топоним Тюмень — перешла в фамилию без добавления типичного суффикса принадлежности. Такое оформление встречается у фамилий, которые либо очень рано закрепились в документах, либо возникли в среде, где патронимическая модель ещё не стала обязательной (например, у старообрядцев или в северных говорах).

Корень фамилии восходит к названию сибирского города Тюмень, основанного в 1586 году. Само слово «Тюмень» — тюркского происхождения, от «тюмен» (тумен), что в монгольских и тюркских языках означает «десять тысяч» или «военный отряд в десять тысяч всадников». В XIV–XV веках так называли область в низовьях Туры, где кочевали тюменские татары. Таким образом, предок носителя фамилии Тюмен мог быть выходцем из тех мест — переселенцем, купцом, служилым человеком, которого прозвали по месту прежнего жительства: «Тюмен» — то есть «прибывший из Тюмени».

Важно не путать фамилию Тюмен с фамилиями, образованными от личного имени Тюма (уменьшительное от Артём или Тимофей). В первом случае — топонимическая основа, во втором — каноническое имя, и они дают разные модели: Тюмин, Тюменев, но не Тюмен. Фамилия Тюмен географически привязана к Уралу, Сибири и северу Европейской России — регионам, откуда шло освоение Зауралья. Встречается она редко, и это как раз тот случай, когда фамилия прямо указывает на маршрут предка: из таёжного края в центральные губернии.