Фамилия Батолыкова — женская форма фамилии Батолыков, и её происхождение стоит искать не в славянских корнях, а в языках народов Сибири и Дальнего Востока. Основа «Батол» или «Батолык» имеет бурятские и монгольские параллели. В бурятском языке «баатар» означает «богатырь», «герой», а суффикс -лык (или -лаг) часто образует прилагательные со значением «обладающий качеством». Таким образом, «Батолык» можно перевести как «богатырский», «геройский» или «относящийся к богатырю». Это не имя, а прозвище или родовое именование, которое закрепилось за предком, славившимся силой, отвагой или воинскими заслугами.

Модель образования фамилии — притяжательная. Суффикс -ов/-ев (в женском роде -ова/-ева) в русской традиции указывает на принадлежность: «чей?» — «Батолыков», то есть «сын (или потомок) человека по прозвищу Батолык». Фамилия прошла через русскую административную систему, которая в XIX веке активно русифицировала нерусские имена и прозвища, добавляя к ним стандартные суффиксы. Поэтому Батолыкова — это не исконно русская фамилия, а результат взаимодействия бурятской или монгольской основы с русской грамматикой.

Географически фамилия тяготеет к Бурятии, Иркутской области и Забайкальскому краю. Встречается также среди калмыков, у которых есть схожее слово «баатр» (богатырь). В отличие от фамилий на -ин, которые часто образовывались от основ на -а/-я, форма на -ов здесь стандартна для основ на согласный. Фамилия редкая и не имеет массового распространения, что говорит о её локальном происхождении — скорее всего, от одного родового гнезда.

Спорных версий немного. Иногда пытаются связать «Батол» с тюркским «батыр» (богатырь), но это объяснение избыточно: бурятский и монгольский варианты лежат ближе к региону бытования фамилии, и нет смысла притягивать тюркскую этимологию. Также маловероятна связь с русским словом «батог» (палка, посох) — фонетически это возможно, но семантически не подкреплено ни одним известным прозвищем в русской ономастике.