Фамилия Байрахтарова — редкая и звучная, с прозрачным тюркским корнем, который сразу выдаёт её происхождение. Она образована от мужской формы Байрахтаров, а та, в свою очередь, от прозвища или статусного имени Байрахтар. Основа — тюркское слово «байрак» (знамя, флаг) с суффиксом деятеля «-тар». Буквально байрахтар — это знаменосец, человек, который нёс боевое знамя. В тюркских военных традициях, особенно у османов и в ханствах Поволжья и Крыма, знаменосец был не рядовым воином, а доверенным лицом командира, часто — храбрецом, отвечавшим за сохранность полкового символа. Прозвище Байрахтар могли дать либо такому воину, либо человеку, который изготавливал или торговал знамёнами.

Суффикс «-ов» в фамилии — типично русский, присоединённый к основе при переходе фамилии в среду русского языка и православной культуры. Это указывает на то, что предки носительницы фамилии, скорее всего, были тюрками по происхождению (татарами, башкирами, ногайцами или представителями других тюркских народов), но в какой-то момент вошли в состав русского подданства и получили фамилию по отцу по русской модели. Географически фамилия Байрахтаровы встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Самарской областях — в зоне исторического расселения волго-уральских татар.

Интересно, что фамилия сохранила ударение на втором слоге (Байрахта́рова), что характерно для тюркских заимствований, где ударение часто падает на последний слог корня. В русской адаптации ударение сместилось, но не до конца. Встречаются варианты написания с одной «р» (Байратаров) или с «х» на конце корня (Байрахтаров), но форма с «х» и двумя «р» — основная и этимологически верная. В ономастических словарях фамилия фиксируется как производная от прозвища, связанного с военным делом, что делает её одной из немногих «знамённых» фамилий в русском языке.