Доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий отделом разведения  скота мясных пород, является высококвалифицированным специалистом в области разведения, генетики и селекции сельскохозяйственных животных. Он исполнитель научно-исследовательских работ  Министерства сельского хозяйства. В частности, активно участвует в выполнении Федеральной научно-технической программы-концепции развития мясного скотоводства и приоритетных исследований по развитию агропромышленного комплекса страны.

В числе группы авторов разработал: «Нормы оценки племенных качеств крупного рогатого скота мясного направления продуктивности» ныне использующееся при оценке мясного скота в России.

Являлся руководителем большой работы по созданию в стране мясного типа симменталов в результате которого государственной комиссией по селекционным достижениям РФ были зарегистрированы новые типы мясного скота: «Брединский мясной» (2007) и «Баганский мясной» (2013). В 2017 году под руководством Тюлебаева С.Д. группа авторов выиграла конкурс областных грантов в сфере научной и научно-технической деятельности на сумму два миллиона пятьсот тысяч рублей по теме: «Генерация новых форм высокопродуктивного скота с использованием передовых молекулярно-генетических решений» и успешно реализовала его.

В настоящее время он активно работает над созданием породы мясных симменталов в РФ и типа герефордской породы для северо-западных и центральных регионов России. Активно участвует в выполнении Федеральных научных исследовании государственных академии наук на 2013-2020 годы являясь руководителем темы №0761-2018-0006 «Сконструировать высокоэффективный, конкурентоспособный кросс симменталов мясного типа на основе использования лучшего канадского и отечественного генофонда с помощью молекулярно-генетических методов управления селекционным процессом».

Тюлебаев С.Д. является членом редколлегии научного журнала «АПК России» и трёх диссертационных советов.