Фамилия Алтуева — женская форма от Алтуев, и её происхождение ведёт нас в тюркскую языковую среду. Основа фамилии — имя или прозвище Алтуй, которое, скорее всего, связано с тюркским числительным «алты» — «шесть». Так могли назвать шестого ребёнка в семье или человека с шестью пальцами на руке. Числовые прозвища — привычная модель для народов Поволжья и Приуралья, откуда, по всей видимости, фамилия и пошла.

Суффикс -ев (а не -ов) указывает на 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. В качестве редкой детали: модель «число + -уй» встречается и в других тюркских прозвищах, например Бируй (от «бир» — один) или Тогузуй (от «тогыз» — девять), что делает Алтуя частью целого ряда имён-счётчиков, почти не сохранившихся в современной антропонимии.