Фамилия Бахтуев образована от тюркского имени или прозвища Бахту (Бахты). В тюркских языках, в частности татарском и башкирском, слово «бахта» или «бахты» означает «счастье», «удача», «счастливчик». Соответственно, Бахтуем или Бахтыем могли назвать человека, которому везло, или же это было имя-пожелание, чтобы ребенок рос удачливым. Имена с корнем «бахт» широко распространены у многих тюркских народов: татар, башкир, казахов, ногайцев.

Разбираем словообразовательную модель. Основа — Бахт(у). Суффикс -ев указывает на русскую модель патронимической фамилии, которая закрепилась за потомками человека по имени Бахтуй. В русской традиции фамилии на -ев образуются от основ, оканчивающихся на мягкий согласный или «й» (Бахтуй → сын Бахтуя → Бахтуев). Если бы основой было имя Бахта, фамилия звучала бы как Бахтин. Таким образом, исходная форма имени — именно Бахтуй, а не Бахта.

География фамилии подтверждает её происхождение. Бахтуевы — коренная фамилия для волго-уральского региона, особенно для территорий бывшей Казанской, Уфимской и Оренбургской губерний. Много Бахтуевых среди татар-мишарей и башкир. Встречается фамилия и у чувашей, у которых слово «пахта» (счастье) также могло лечь в основу прозвища. Часть носителей — обрусевшие потомки служилых татар, которые в XVI–XVII веках переходили на русскую службу и получали поместья.

Спорных версий происхождения немного. Иногда фамилию пытаются связать с диалектным русским словом «бахтурить» (говорить вздор, пустословить), но это маловероятно: суффикс -уй в русских прозвищах редок, а тюркская основа лежит на поверхности и подтверждается ареалом фамилии. Версия с тюркским «бахта» (счастье) — основная и принимается большинством ономатологов, работающих с фамилиями тюркского происхождения.