Фамилию Бартохов стоит разбирать, отталкиваясь от её финальной части — суффикса -ов. Он указывает, что перед нами типичная русская патронимическая фамилия, то есть образованная от имени или прозвища отца. В основе лежит имя Бартох. Вопрос в том, откуда взялось это имя.

Самая вероятная версия — западнославянское или балтийское происхождение. В польском, чешском и белорусском языках распространены имена и прозвища, образованные от корня «Барт-», который восходит к имени Бартоломей (в русском варианте — Варфоломей). Уменьшительные формы вроде Бартош, Бартек, Бартох встречаются сплошь и рядом. Фамилия Бартохов могла возникнуть, когда человека по имени Бартох (или Бартош) в русском говоре переделали в Бартоха, а затем записали по отчеству: «сын Бартоха» — Бартохов. Такая адаптация типична для регионов, где русское население соседствовало с польским или белорусским, например, в западных губерниях Российской империи, на Смоленщине или в Брянской области.

Менее распространённая, но тоже возможная версия — прозвище от диалектного слова. В некоторых русских говорах «бартоха» могло означать нечто, связанное с небрежностью или неряшливостью (сравните с «бардак» или «барахло»). Однако эта гипотеза слабая: слово не фиксируется в авторитетных словарях русских народных говоров как широко распространённое, и опираться на неё без дополнительных подтверждений не стоит. Правдоподобнее всё же связь с христианским именем через польское посредничество.

География фамилии подтверждает западнославянский след. Бартоховы встречаются не по всей России, а сконцентрированы в центральных и западных областях, особенно в Москве и Подмосковье, а также в Краснодарском крае (куда переселенцы двигались в XIX–XX веках). Это указывает на то, что фамилия не была массовой крестьянской в исконно русских землях, а скорее локальной, принесённой миграциями.

Социальный статус первых носителей, скорее всего, был крестьянским или мещанским. Фамилии на -ов у крестьян закрепились поздно, в основном после отмены крепостного права в 1861 году. Если предок Бартоховых носил имя Бартох, он мог быть выходцем из западнорусских земель, где польское влияние смешивалось с православной традицией, и его потомки, переезжая, сохраняли фамилию как память о необычном имени прародителя.