Фамилия Бартынов — редкий пример образования от прозвища, в основе которого почти наверняка лежит древний тюркский корень. В отличие от множества русских фамилий на -ов, произведённых от крестильных имён (Иванов, Петров), Бартынов происходит от слова, которое могло обозначать и профессию, и особенность внешности.

Наиболее вероятная версия связывает основу «бартын» с тюркским «барт» — «мед», «пчела». В таком случае Бартын — это прозвище пчеловода, бортника, человека, занимавшегося сбором мёда диких пчёл. В южнорусских и поволжских говорах, где тюркское влияние было особенно сильным, такое прозвище было бы понятным и естественным. Суффикс -ов указывает на принадлежность: Бартынов — сын Бартына, то есть потомок пчеловода.

Менее распространённая, но возможная гипотеза — связь с диалектным словом «барты» (от тюркского «барт» — «тяжёлый», «грузный»). Прозвище Бартын могли дать человеку крупного телосложения, медлительному или, наоборот, обладающему большой физической силой. В этом случае фамилия становится «говорящей» — она прямо описывает внешний вид или характер предка-основателя.

Словообразовательная модель здесь классическая для восточнославянских фамилий: усечение исходного слова до основы и добавление патронимического суффикса -ов. Фамилия Бартынов не встречается в дворянских родословных книгах и не относится к числу распространённых — её носители, скорее всего, происходят из крестьянской или мещанской среды южных регионов России или Поволжья, где тюркские заимствования в языке были обычным делом.

Встречаются варианты написания с одной «т» — Барынов, но это уже другая фамилия, образованная от имени Барыня или прозвища Барыня. Бартынов же сохраняет редкую, но устойчивую форму, указывающую на конкретное занятие или качество предка.