Фамилия Барталамей — редкий случай, когда в основе лежит не крестильное имя напрямую, а его западнорусская или польская форма. Происходит она от имени Варфоломей (арамейское «сын вспаханной земли», «сын Толмая»). В православной и католической традиции это имя носил апостол Варфоломей, один из двенадцати учеников Христа.

Однако в русском быту имя Варфоломей почти всегда переделывали на свой лад — в Фому или в народные варианты вроде Вахрамей, Варлам. Форма «Барталамей» — это прямая транслитерация польского Bartłomiej или белорусского Барталамей. В польском языке звук «в» в начале слова регулярно переходит в «б» (ср. русское «Варшава» и польское Warszawa). Таким образом, фамилия Барталамей — это не русифицированное, а полонизированное или украинизированное имя, которое в неизменном виде закрепилось как прозвище, а затем и как фамилия.

Модель образования здесь простая: фамилия записана в форме именительного падежа, без типичных русских суффиксов -ов, -ев, -ин. Такие «чистые» фамилии (Барталамей, Гаврилюк, Павлюк) характерны для украинской, белорусской и польской традиции. Они часто возникали, когда человека называли по имени отца или по прозвищу, и это слово просто переносили на потомков без добавления суффикса принадлежности.

С точки зрения географии, фамилия Барталамей должна быть распространена в западных регионах — на территории современной Беларуси, Украины, а также в Польше и Литве. В России она встречается редко, в основном как результат миграции XIX–XX веков. Если предки носили такую фамилию, они с высокой вероятностью были католиками или униатами, жили в Речи Посполитой, а после разделов Польши оказались в составе Российской империи.

Социальный контекст: в отличие от крестьянских фамилий на -ов, которые часто давали по имени отца, «чистая» форма Барталамей могла принадлежать человеку, который в документах значился под своим полным именем (например, в метрических книгах костела). Это не обязательно указывает на шляхетское происхождение, но говорит о том, что предок был записан в акты не по отчеству, а по собственному имени — что чаще встречалось в городах или среди свободных крестьян западных губерний.