Фамилия Бахтилова — женская форма фамилии Бахтилов, которая образована от мужского личного имени или прозвища Бахтил. В основе лежит тюркское слово «бахт» — счастье, удача, доля, широко распространённое в языках народов Поволжья и Средней Азии. Суффикс -ил- в данном случае может указывать на уменьшительно-ласкательную или характеризующую форму: Бахтил — «счастливчик», «удачливый человек». Таким образом, фамилия буквально означает «принадлежащий Бахтилу», то есть потомок человека, носившего такое прозвище или имя.

Написание Бахтилова, а не Бахтилова, подсказывает, что ударение, скорее всего, падает на второй слог — БахтИлов. Это типично для фамилий тюркского происхождения, где основа часто сохраняет ударение исходного слова. В русской ономастике фамилия не слишком распространена, её носители встречаются преимущественно в регионах с татарским, башкирским или казахским населением, а также в смешанных районах Среднего Поволжья. Встречается и вариант Бахтиль, но фамилия Бахтилов — более устоявшаяся.

Интересно, что в отличие от многих фамилий на -ов, которые образованы от полных крестильных имён, Бахтилова восходит к мирскому прозвищу, связанному с пожеланием счастья. В тюркской традиции имя Бахтил могли дать ребёнку в надежде на удачную судьбу, и со временем оно закрепилось как фамильный признак. Однофамильцы с корнем Бахт- встречаются и в других формах: Бахтеев, Бахтигареев, но Бахтилов стоит особняком из-за редкого суффикса, нехарактерного для массовых русских фамилий.