Фамилия Барахтановы происходит от личного прозвища Барахтан. В основе, скорее всего, лежит глагол «барахтаться» — так могли назвать человека непоседливого, суетливого или драчливого, который постоянно «барахтался», то есть бился, возился, сопротивлялся. Однако есть и другая, менее очевидная версия, связанная с диалектным словом «бархот» (или «бархат»). В говорах Поволжья так называли большую барку — грузовое судно, поднимавшее до 35 тысяч пудов и ходившее по рекам Каме и Лузе. В этом случае прозвище Барахтан мог получить судоходец, рыбак или лоцман, и фамилия указывала бы на его речное ремесло.

Фамилия образована по стандартной русской модели с суффиксом -ов, который указывает на принадлежность: Барахтанов — сын Барахтана. Суффикс -ов, а не -ин, говорит о том, что прозвище оканчивалось на твёрдый согласный. Это одна из самых массовых фамильных моделей в России, но сама основа — «барахтан» — встречается нечасто, что делает фамилию заметной.

О точном месте возникновения фамилии говорить сложно. Процесс закрепления прозвищ в качестве наследственных фамилий в разных слоях населения шёл неравномерно: у крестьян он завершился лишь к концу XIX века. Если предки Барахтановых были речниками, фамилия могла закрепиться на севере или северо-востоке европейской России, в зоне активного судоходства по Каме и её притокам. Если же в основе лежит характеристика характера — географическая привязка теряется, такое прозвище могли дать где угодно.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Барахтин, Барахтаев) показывает, что все они редки и восходят к одному смысловому гнезду. Вариант «Барахтанов» — самый распространённый из них, но и он не входит в число частых русских фамилий. Это делает её не только памятником народной речи, но и возможным маркером конкретного диалектного ареала или профессиональной среды.