Фамилия Бахтаиров — это, скорее всего, фонетический вариант более распространённой фамилии Бахтиаров. Разница в написании — «а» вместо «я» во втором слоге — могла возникнуть из-за особенностей произношения в говорах или при записи фамилии в документах. Обе формы восходят к арабско-персидскому мужскому имени Бахтияр (или Бахтиар), которое переводится как «счастливый», «тот, кому сопутствует счастье». Имя давали с пожеланием ребёнку благополучной судьбы.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий: Бахтаиров — это «сын Бахтаира» или потомок человека, носившего такое имя. Словообразовательная схема проста: основа Бахтаир + патронимический суффикс -ов.

Имя Бахтиар фиксируется в русских источниках очень рано. Историк С. Б. Веселовский в своих трудах упоминает Бахтиара Григорьевича Зюзина и Бахтиара Сидорова (первая половина XVI века). Известен также князь Фёдор Дмитриевич Бахтиар Приимков-Ростовский, умерший в 1550 году. Его потомки стали писаться как князья Бахтиаровы-Ростовские. Таким образом, уже в XVI веке имя Бахтиар бытовало в среде русского служилого дворянства, а не только в тюрко-татарской среде, откуда оно, вероятно, и пришло.

Фамилия Бахтаиров встречается реже, чем Бахтиаров, и её носители не связаны напрямую с княжеским родом. Скорее всего, фамилия закрепилась в крестьянской или мещанской среде позднее, когда имя уже утратило связь с первоначальным восточным контекстом и воспринималось как личное прозвище или нецерковное имя.