Фамилия Барташевы образована от имени Барташ — краткой формы крестильного имени Варфоломей (Бартоломей). В русской православной традиции это имя пришло из Византии и восходит к арамейскому «Бар-Телеми», что значит «сын вспаханной земли» или «сын полей». Однако в основе фамилии лежит не полная, а народная форма, которая бытовала в белорусском и польском языках. Именно оттуда, а не напрямую из греческого или церковнославянского, имя Барташ попало в русскую среду. Это указывает на западные или юго-западные корни рода: предки Барташевых могли жить на территории Великого княжества Литовского или в западнорусских землях, где были сильны польские и белорусские языковые влияния.

Фамилия образована по классической русской модели с суффиксом -ев: Барташ + ев = «сын или потомок Барташа». Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий или шипящий согласный (в данном случае — «ш»). Модель типична для фамилий, возникших в XVI–XVII веках, когда в среде служилых людей и крестьянства закреплялись отчества в форме притяжательных прилагательных.

О точном времени появления фамилии Барташев сейчас говорить сложно, как и о её географии: процесс формирования фамилий был длительным, и разные ветви рода могли получить фамилию независимо друг от друга в разных местах. Однако само имя Барташ (и фамилии от него) встречается нечасто, что делает эту фамилию относительно редкой. В отличие от массовых фамилий вроде Иванов или Петров, Барташевы — это «памятник» не столько общей славянской письменности, сколько конкретной региональной антропонимической традиции, где православное имя получило местную, западнорусскую огласовку.