Фамилия Ахтареев ведет начало от личного имени Ахтарей — производной формы мусульманского имени Ахтар. В переводе с персидского языка «ахтар» означает «звезда» или «счастье». Имя Ахтар издавна бытует у башкир и чувашей, поэтому именно эти народы — основная географическая зона распространения фамилии.

Словообразовательная модель здесь простая: к основе Ахтарей добавили русский патронимический суффикс -ев, который в XVI–XVII веках закрепился за фамилиями, образованными от имен и прозвищ на мягкий согласный или -й. Таким образом, Ахтареев буквально означает «сын Ахтарея» или «потомок того, кого звали Ахтарей».

Документальные подтверждения фамилии встречаются в региональных Книгах памяти. В Книге памяти Республики Татарстан значится Ахмед Измайлович Ахтареев, 1905 года рождения, уроженец деревни Карача-Елга Топоринского района Башкирии. Книга памяти Республики Башкортостан фиксирует Гарифьяна Ахтареевича Ахтареева, родившегося в 1892 году в деревне Карабаево Бураевского района. Оба примера показывают, что фамилия бытовала в Башкирии и соседнем Татарстане, причем у второго носителя отчество тоже образовано от того же корня — Ахтареевич, что указывает на устойчивость имени в роду.

Редкая особенность фамилии — двойная основа: корень Ахтар- и суффикс -ей, который в тюркских именах часто выступает как ласкательный или уменьшительный формант. Если проводить параллели, то Ахтареев стоит в одном ряду с фамилиями Ахтаров (от той же основы, но без уменьшительного суффикса) и Ахтариев (от арабской формы имени). Встречаемость фамилии невысокая, что типично для патронимов, образованных от редких в русской среде восточных имен.