Фамилия Бахтанов — одна из тех русских фамилий, в основе которой лежит не славянское, а тюркское личное имя. Исходное имя — Бахтан. В ономастике принято связывать его с названием древней исторической области Бактрия, которая располагалась на территории современного Ирана, между Гиндукушем и Памиром. Соответственно, буквальное значение имени — «выходец из Бактрии». Со временем у тюркских народов этот географический указатель превратился в личное имя, утратив прямую связь с происхождением человека. Имя Бахтан давали уже не только тем, кто действительно пришёл из тех земель, но и просто как благозвучное или традиционное.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Бахтан добавили патронимический суффикс -ов. Это значит, что Бахтанов — буквально «сын Бахтана» или «потомок Бахтана». Такая словообразовательная схема характерна для подавляющего большинства русских фамилий, в том числе и тех, что возникли на базе тюркских имён.

География фамилии показывает, где именно тюркское имя Бахтан прижилось и дало фамилию. Чаще всего Бахтановы встречаются в Поволжье — в среде татар и башкир. Это ожидаемо: именно здесь веками шёл активный контакт русского и тюркского населения. Вторая зона бытования — Кавказ, в частности Дагестан и Осетия. Там фамилия могла появиться по схожей схеме, но уже в местных языковых условиях. Поиск по современным базам данных показывает, что фамилия остаётся достаточно редкой, не входит в число массовых, что тоже косвенно подтверждает её происхождение от конкретного, не слишком распространённого имени.