Фамилия Бартуханов образована от тюркского имени Бартухан. Это имя составное, и его вторая часть — «хан» — с древнетюркского переводится как «повелитель». Первая часть, «барту», скорее всего, восходит к этнониму «барды» — названию одного из тюркских племен. Получается, что имя Бартухан означало «предводитель барды».

Есть и другая версия, тоже тюркская. Она связывает имя Бартухан с татарским прилагательным «бертуган», что значит «родной». В этом случае имя могло быть ласковым или уважительным прозвищем. Какая из двух версий верна для конкретного рода, сегодня определить сложно, но обе указывают на тюркские корни фамилии.

Фамилия Бартуханов образована по продуктивной русской модели: к основе имени Бартухан добавили типичный русский суффикс принадлежности -ов. Потомок человека по имени Бартухан становился Бартухановым. Интересно, что в тюркских языках для передачи того же смысла «потомок, сын» используют суффиксы типа -оглы, -оглу, но носители фамилии Бартуханов пошли по пути русификации, что характерно для многих тюркских фамилий на территории бывшей Российской империи.