Фамилия Алтуй образована по простой и прозрачной модели: к основе Алтуй прибавили патронимический суффикс -ев. Он указывает на принадлежность («чей сын?» — Алтуев). Суффикс -ев, а не -ов, стоит после мягкой основы (на -й), что грамматически верно. Первый носитель фамилии, таким образом, был сыном человека по прозвищу или мирскому имени Алтуй.

В основе лежит диалектное слово, распространённое в южных и центральных русских говорах. «Алтуй» или «алтый» — старинное прозвище для лентяя, бездельника или увальня. Человек, получивший такое прозвище, вероятно, не отличался расторопностью или любил праздность. Прозвища с отрицательной окраской в Древней Руси давали не в обиду, а как оберег: считалось, что злой дух не позарится на того, кто уже «плох».

Менее вероятна, но возможна версия о тюркском корне. Алтуй мог быть искажённой формой имени Алтай (от «алтын» — золото). В таком случае фамилия указывала бы на тюркские корни предка. Однако для русской ономастики более типична славянская диалектная основа, поскольку фамилия встречается преимущественно в русских регионах, а не в тюркоязычной среде.

Алтуевы — не дворяне, их нет в родословных книгах знати. Носители фамилии — в основном крестьяне или посадские люди из центральных и южнорусских областей. Фамилия встречается нечасто, что говорит о её локальном бытовании: предки жили компактно в одном уезде, и фамилия не получила широкого распространения по стране. В современных справочниках нет выдающихся исторических деятелей с этой фамилией, но для рядового носителя она — живое свидетельство о том, как на Руси могли прозвать медлительного или ленивого предка.