Фамилия Амертаевна — редкий случай, когда перед нами не фамилия в привычном смысле, а отчество, застывшее в роли фамильного имени. Такое явление встречается в основном в тюркских и кавказских культурах, где отчество могло передаваться детям как фамилия, если не было устоявшейся родовой фамилии по мужской линии. В русской традиции суффикс -евн- (женский вариант отчества) указывает на происхождение от отца по имени Амертай.

Основа фамилии — мужское имя Амертай. Оно составное: первая часть «амер» восходит к арабскому «амир» (повелитель, князь), вторая — «тай» (тюркское «жеребёнок» или элемент, означающий «подобный», «как»). В тюркских языках такие двухосновные имена были распространены: Амиртай буквально — «подобный повелителю» или «князь-жеребёнок» (в переносном смысле — «благородный, как князь»). Имя фиксируется у башкир, татар, казахов, хотя точная география бытования фамилии Амертаевна узкая.

С точки зрения словообразования, фамилия уникальна: она сохранила женский отческий формант -евна, что нетипично для фамилий, которые обычно стоят в мужском роде (-ов, -ев, -ин). Вероятно, фамилия закрепилась за женщиной в документах (например, при переписи или записи в метрической книге) и впоследствии передавалась по наследству без изменения формы. Это делает её редким исключением, которое можно встретить в тех регионах, где в XIX веке активно фиксировали отчества как фамилии для женщин, особенно в смешанных русско-тюркских семьях.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Амертаев, Амертаевский) показывает, что Амертаевна — не результат механического добавления суффикса, а именно отчество, ставшее фамилией. Носители этой фамилии, скорее всего, происходят из татарской или башкирской среды, где имя Амертай было известно, но не слишком распространено. Встретить такую фамилию можно в Поволжье или на Южном Урале, но массовой она не стала.