Фамилия Батуев чаще всего происходит от прозвища Батуй. Его связывают с украинским глаголом «батувати», то есть «резать крупными кусками». Такое прозвище могло закрепиться за мясником, чья работа напрямую связана с разделкой туш. Но в переносном смысле прозвище могло характеризовать и характер человека: либо жадного, либо, наоборот, чрезмерно щедрого, который «не жалеет» и режет крупно.

Менее убедительная версия выводит основу фамилии из киргизского имени Батый, арабский аналог которого — Фатим («победитель»). Эта гипотеза слабее, поскольку не объясняет суффикс -уев, типичный для русских фамилий от прозвищ на -уй, а не для тюркских именных образований. В слове «Батуй» суффикс -уй характерен для украинской и южнорусской прозвищной модели.

Среди известных носителей фамилии — Николай Александрович Батуев, профессор анатомии, и Александр Сергеевич Батуев, российский психофизиолог, специалист по физиологии мозга и теории антропогенеза. Их фамилия — прямое указание на то, что предок носил прозвище Батуй, которое со временем закрепилось как родовое имя.