Фамилия Барштейн — одна из тех, где состав виден сразу, но происхождение не лежит на поверхности, если не знать, в какой языковой среде её искать. Это композитная фамилия немецкого или ашкеназского типа, образованная по модели «основа + -штейн». Вторая часть, -штейн, восходит к немецкому Stein — «камень». В немецких и еврейских фамилиях этот компонент встречается очень часто: он мог указывать на место жительства (скалистая местность), на профессию (камнетёс) или просто входить в состав искусственных, «красивых» фамилий, которые в XVIII–XIX веках массово присваивали еврейскому населению Австрийской и Российской империй.

Первая часть — Бар- — сложнее. Есть несколько версий, и главная из них связана с немецким Bär — «медведь». В этом случае Барштейн дословно — «медвежий камень». Такая фамилия могла быть либо прозвищной (человек сильный, как медведь), либо топонимической: в немецкоязычных землях встречаются географические названия вроде Bärenstein (буквально «Медвежий камень» — скала или гора). Переселенец из такого места мог получить фамилию по названию родины.

Вторая версия — семитская. Бар- на иврите и идише означает «сын» (ср. бар-мицва). В таком случае Барштейн — это патроним, то есть «сын Штейна». Но здесь загвоздка: имя или прозвище «Штейн» само по себе уже фамилия, и конструкция «сын Штейна» для еврейских фамилий нехарактерна — обычно патронимы строятся через -сон/-зон (Зоненштейн) или -ович. Версия с «сыном» правдоподобна только если Штейн было личным именем, что редкость.

Третья, менее вероятная версия — от немецкого Bar, «голый», или от славянского корня «бар» (барин, барский). Но в русском контексте фамилия Барштейн почти всегда фиксируется у еврейского населения, особенно в черте оседлости — на территории современной Украины, Беларуси, Польши. В дореволюционных метрических книгах и списках избирателей в городах вроде Бердичева, Житомира, Одессы носители фамилии встречаются как мещане или купцы.

Словообразовательно фамилия стоит особняком: в русском языке нет суффиксов, она не склоняется по падежам как типичные русские фамилии на -ов/-ин. Это указывает на её позднее, искусственное происхождение в рамках германской модели. Для носителя фамилии Барштейн это означает, что предки, скорее всего, жили в местах немецкого культурного влияния (Пруссия, Австрия) или получили фамилию при переписи населения в XIX веке, когда чиновники записывали звучные немецкие слова.