Фамилия Тюпайлов — редкая, и её разбор требует внимания к деталям. В её основе лежит прозвище или неканоническое имя Тюпайло. Словообразовательная модель прозрачна: суффикс -л- в сочетании с окончанием -о (Тюпайло) характерен для прозвищ, образованных от глаголов (ср. Крутило, Ломайло, Гуляйло). Затем к основе добавился патронимический суффикс -ов, превративший прозвище в фамилию: «сын Тюпайла».

Корень «тюп-» неоднозначен. Самая вероятная версия ведёт к диалектному глаголу «тюпать» (или «тюпкать»). В русских говорах, особенно северных и сибирских, «тюпать» означало «идти, шагать медленно, вразвалку», а также «стучать, ударять» (например, «тюпать топором»). Отсюда прозвище Тюпайло мог получить либо медлительный, неуклюжий человек, либо тот, кто работал с характерным стуком — плотник, бондарь или дровосек. Вторая версия, менее распространённая, связывает корень с тюркским «тюп» — «дно, основание, корень». В этом случае прозвище могло относиться к человеку коренастому, приземистому или к тому, кто жил у подножия холма. Однако для русской фамилии глагольная основа выглядит естественнее.

География фамилии узкая. Тюпайловы встречаются в основном на Урале и в Зауралье, особенно в Свердловской и Курганской областях. Это косвенно подтверждает севернорусское происхождение корня: многие переселенцы на Урал в XVII-XVIII веках шли с Поморья и Вятки, где «тюпать» было в ходу. Сословно носители фамилии, скорее всего, были государственными крестьянами или мастеровыми на заводах — никаких следов дворянства в документах не прослеживается.

Интересно, что фамилия Тюпайлов могла возникнуть и как вариант более позднего написания. В устной речи прозвище Тюпайло легко переходило в Тюпайлов без дополнительных суффиксов, если отца звали просто Тюпай. Такая модель встречается у фамилий на -айлов (Копайлов, Ломайлов, Бросайлов), где основа — повелительное наклонение глагола. То есть исходное прозвище могло быть не Тюпайло, а Тюпай — то есть «тюпай, стучи, мельтеши». Но в любом случае смысл сводится к действию: предок носителя фамилии был либо неспешным человеком, либо тем, чья работа издавала характерный звук.