Фамилия Барташев образована от личного имени Барташ. Это не самостоятельное древнее слово, а краткая, обиходная форма, которую в белорусско-польской среде давали обладателю полного крестильного имени Бартоломей. Само имя Бартоломей пришло на Русь из Византии вместе с православием, а его корни уходят в арамейский язык: Бар-Телеми означает «сын вспаханной земли» или «сын полей». Таким образом, фамилия Барташев буквально говорит о том, что её первый носитель был потомком человека по прозвищу Барташ, то есть Бартоломея.

Именно суффикс -ев указывает на принадлежность: Барташев — это «сын Барташа» или «из рода Барташа». Такая модель образования фамилий (от краткой формы имени через притяжательное прилагательное) типична для русской, украинской и белорусской ономастики. Важно, что имя Бартоломей было широко распространено не только среди православных, но и у католиков, особенно на западных рубежах России и в Речи Посполитой. Поэтому фамилия Барташев — яркий пример того, как одно и то же имя, попав в разную языковую среду, дало разные варианты: полный (Бартоломеев) и сокращённый (Барташев), и последний закрепился именно в белорусско-польском пограничье.

Встречается и версия, что в основе фамилии может лежать не имя, а прозвище Барташ, образованное от диалектного слова. Однако эта гипотеза слабее: во-первых, имя Бартоломей — Барташ — это общеизвестная модель сокращения (ср. Бартко, Бартош), а во-вторых, большинство носителей фамилии Барташев исторически сосредоточены в регионах, где имя Бартоломей было особенно популярно (западные области России, Беларусь, восток Польши). Поэтому лингвистически более правдоподобно считать, что фамилия произошла именно от имени, а не от случайного прозвища.