Фамилия Бахтерова хранит в основе тюркское слово «бахтыр» — так в некоторых диалектах называли смелого, удачливого человека, почти баловня судьбы. Корень «бахт» означает счастье, удачу, долю. Скорее всего, прозвище Бахтерь дали человеку, которому везло в делах или на войне, либо тому, кто сам считал себя счастливчиком и не боялся рисковать.

Суффикс -ов в фамилии Бахтеров (женская форма — Бахтерова) указывает на классическую русскую модель образования от прозвища или имени, оканчивающегося на твердый согласный. Такие фамилии в XV–XVII веках получали в основном служилые люди, казаки и крестьяне центральных и южных губерний, куда активно проникали тюркские заимствования.

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с тюркским именем Бахтияр («счастливый, любимец Бога»). В русской среде оно могло сократиться до формы Бахтер, а затем обрасти фамильным суффиксом. Однако полная форма Бахтияров существует отдельно, что говорит в пользу самостоятельного прозвища Бахтерь.

Встречается фамилия и с другим ударением — Бахтерóва, что характерно для некоторых южнорусских говоров, где окончание -ова произносят с ударением на последний слог. Это может указывать на конкретный регион бытования, например, на Воронежскую или Ростовскую области, где смешение тюркских и русских элементов особенно заметно.

Однокоренные фамилии — Бахтин, Бахтеев, Бахтигареев — различаются суффиксами, но сходятся в основе «бахт». Бахтерова стоит в этом ряду особняком: она не от имени на -ей, а напрямую от прозвища, что делает её более «народной» по происхождению.