Фамилия Байтанов образована от личного имени Байтан. Само имя — составное, из двух древнетюркских корней. Первый, «бай», в тюркских языках означал «хозяин, богатый, могущественный человек, господин». Второй корень — «тан» — переводится как «рассвет, утренняя заря». Соединяясь, они давали значение «бай, родившийся на рассвете» или «бай, красивый, как утренняя заря». Имя с такой семантикой давали мальчику, рождение которого совпало с утром, либо желали ему в будущем богатства и красоты, подобной заре.

Фамилия Байтанов строится по стандартной для тюркских народов модели: к основе Байтан добавляется русский патронимический суффикс -ов. Это указывает на то, что фамилия оформлялась уже в русской административной среде, чаще всего в XIX — начале XX века, когда проводилась перепись населения и унификация фамилий у народов Поволжья, Урала и Сибири. Носители фамилии — в основном потомки татар, башкир или казахов, принявших русскую фамильную форму.

Слово «бай» в составе фамилии не просто указывало на богатство. В кочевых обществах «баем» называли не только состоятельного скотовода, но и родового старейшину, влиятельного человека, к чьему мнению прислушивались. Поэтому имя Байтан могло быть дано ребёнку в знак уважения к предку-баю или как пожелание занять высокое положение. Вторая часть имени — «тан» (рассвет) — придаёт имени поэтичный оттенок, что характерно для древнетюркской традиции имён-пожеланий.

Фамилия Байтанов распространена в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях, а также среди казахских родов. Встречаются варианты написания с одной «н» — Байтанов, и реже — Байтаннов, но основной считается форма с одним «н». В некоторых говорах фамилия могла произноситься с ударением на второй слог — Байта́нов, хотя литературная норма допускает ударение и на первый.

Если рассматривать фамилию с точки зрения словообразования, то суффикс -ов здесь не несёт самостоятельного смысла, кроме указания на принадлежность: «сын Байтана». Это типичная модель для фамилий, возникших в зоне контакта тюркских языков и русской бюрократии. В отличие от исконно русских фамилий, где -ов мог присоединяться к прозвищу или профессии, в данном случае он просто русифицирует мусульманское имя.