Фамилия Тюминова — женская форма от Тюминов, и её разбор стоит начать с суффикса. Модель на -ов (-ев) стандартна для русских фамилий: она указывает на принадлежность к главе семьи, то есть Тюминовы — потомки человека по прозвищу или имени Тюмин. Основа здесь — Тюмин, а она, в свою очередь, восходит к личному имени или прозвищу Тюма.

Самая вероятная версия — происхождение от канонического имени Артемий. В русской народной речи это имя давало множество сокращённых форм: Тёма, Тюма, Тюха. Тюма — одна из них, и она же стала основой для прозвища Тюма, а потом и фамилии Тюмин. Подобные переходы — от крестильного имени к обиходной форме и далее к фамилии — типичны для русского ономастикона, их описывал, в частности, Б. Унбегаун в «Русских фамилиях». Менее распространённая, но возможная версия связывает Тюму с диалектным словом «тюма» — так в некоторых говорах называли тихого, скрытного или молчаливого человека. В этом случае фамилия отражает не имя, а черту характера предка.

Географически фамилия Тюминов (и Тюминова) встречается в основном в центральных и северных регионах России, особенно в Вологодской и Архангельской областях, а также в Поволжье. Это говорит о том, что носители фамилии были крестьянами или посадскими людьми — дворянские роды с таким окончанием почти не фиксируются, а значит, предки Тюминовых, скорее всего, были свободными или государственными крестьянами, жившими на севере и востоке страны.

Ударение в фамилии, по нормам русской орфоэпии, падает на второй слог — Тюми́нова, хотя в разговорной речи нередко смещается на первый. В написании стоит обратить внимание на букву «ю»: она неслучайна и отражает древнее произношение, где мягкий звук передавался именно так, в отличие от более поздних форм вроде Тёмин. Эта деталь — лишнее подтверждение, что фамилия образовалась в эпоху, когда устная речь ещё не была подчинена единым правилам письма.