Фамилия Бартэль — редкий пример того, как западноевропейское имя попало в русскую среду и закрепилось в необычной графической форме. В основе лежит краткая форма мужского имени Бартоломей — Бартель, а конечное «эль» указывает на то, что фамилия могла быть записана в польской или немецкой транскрипции (Bartel). Само имя восходит к арамейскому Бар-Телеми, которое принесли на Русь вместе с христианством из Византии. Дословно оно означает «сын вспаханной земли» или «сын полей» — то есть земледелец, пахарь.

Однако есть и другие версии. По одной из них, фамилия могла возникнуть не от имени, а от прозвища, образованного от немецкого прилагательного beraht — «яркий, сияющий». Такое прозвище могли дать человеку из-за светлых волос, бледной кожи или, реже, из-за заметного, «сияющего» характера. Другая гипотеза связывает основу с датским словом bart — «холм». В этом случае прозвище указывало бы на место жительства: предок носителя фамилии жил на возвышенности или в холмистой местности.

Из этих версий наиболее правдоподобной выглядит первая, имя-основа: слишком уж прозрачна связь с распространённым в Европе именем Бартоломей, а краткая форма Бартель встречается в немецких, польских и чешских документах начиная с XIV века. Что касается суффиксальной модели, то в русской среде фамилия Бартэль — это скорее «застывшая» форма прозвища или имени без добавочного патронимического суффикса (-ов, -ев, -ин), что характерно для фамилий западного происхождения, пришедших через Польшу или Прибалтику.

Социальный контекст: носители фамилии Бартэль в Российской империи встречались преимущественно среди мещан и крестьян западных губерний (Витебской, Могилёвской, Гродненской), а также среди польской шляхты, переселившейся на восток. Встречается фамилия и у потомков немецких колонистов, живших на Волыни и в Поволжье.