Фамилия Бахтатюк — редкий случай, когда географический и этнический следы переплетаются в одной основе. В её центре лежит гидроним Бахтат: так называется небольшая река в Красноярском крае и Иркутской области, приток Казыра. Человек, живший на этой реке или переселившийся оттуда, мог получить прозвище Бахтат, которое затем закрепилось в фамилии.

Однако суффикс -юк выдаёт украинскую модель образования. В украинской ономастике -юк — типичный патронимический суффикс, указывающий на «сына» или «потомка»: Бахтатюк буквально значит «потомок Бахтата». Такое сочетание сибирского топонима с украинским суффиксом наводит на мысль о казачьих переселениях в Сибирь в XVII–XVIII веках. Казаки из Малороссии, осваивая новые земли, приносили с собой привычную словообразовательную модель, накладывая её на местные названия.

Есть и другая версия — тюркско-монгольский след. В древних монгольских источниках упоминается народ бахтат, покорённый одним из монгольских правителей. Если допустить, что прозвище Бахтат восходит к этому этнониму, то фамилия могла возникнуть задолго до сибирских переселений, ещё в среде тюркоязычных или монгольских племён. Однако эта гипотеза менее убедительна для современной украинской фамилии: слишком велик временной и культурный разрыв. Правдоподобнее выглядит связь с конкретной рекой в Сибири, где украинские переселенцы и дали фамилию по месту жительства.

Фамилия Бахтатюк — штучная, нечастотная. Встречается в основном на юге России и в восточных областях Украины, что подтверждает версию о казачьей миграции. Сословных данных по этой фамилии нет, но по модели образования её носители — потомки свободных людей, а не крепостных: украинские фамилии на -юк редко фиксировались у закрепощённого крестьянства.