Фамилия Алтуева — женская форма от Алтуев, а её основа, скорее всего, восходит к имени или прозвищу Алтуй. Чтобы разобраться в происхождении, стоит взглянуть на тюркские корни: «алты» по-тюркски означает «шесть». Шестым ребёнком в семье или, например, человеком с шестью пальцами на руке могли прозвать Алтуем. Такие числовые прозвища — распространённая модель у народов Поволжья и Приуралья, откуда, по всей видимости, фамилия и пошла.

Суффикс -ев указывает на русскую патронимическую форму: Алтуев — буквально «сын Алтуя». В XVI–XVII веках, когда русские земли активно заселялись выходцами из татарских и башкирских родов, такие фамилии на -ев и -ин закреплялись за служилыми людьми, крестьянами и посадскими. Фамилия могла появиться в среде касимовских татар, мишарей или в слободах, где оседали тюркские переселенцы.

Версия с русским корнем «алый» маловероятна: прилагательное «алтуй» не зафиксировано в диалектах, а суффикс -уй нехарактерен для славянских прозвищ. Исконно русские фамилии с таким окончанием (например, Холтуев) обычно тоже имеют тюркские или финно-угорские истоки.

География фамилии сегодня размыта, но чаще всего её носители встречаются в регионах, граничащих с Татарстаном и Башкортостаном, а также в казачьих областях — на Дону и в Оренбуржье. Это подтверждает версию о прозвище, возникшем на стыке культур, а не в чисто русской среде.