Фамилия Байтулаева образована от мужского имени Байтула. Это составное имя тюркского происхождения, где «бай» означает «богатый», «могучий», «господин», а «тула» — один из вариантов арабского имени «Тула» или «Тулуй» (сравните с монгольским «тулай» — «заяц»). В некоторых тюркских языках «тула» также может означать «полный», «совершенный». Таким образом, имя Байтула можно перевести как «богатый и совершенный» или «могучий господин».

Фамилия построена по русской словообразовательной модели: к основе имени добавили суффикс -ев, который указывает на принадлежность («чей?»), а затем женское окончание -а. Байтулаев — «сын Байтулы», Байтулаева — «дочь (или жена) Байтулы». Мужская форма фамилии — Байтулаев.

Географически фамилия чаще всего встречается в регионах с тюркским населением: в Дагестане, Чечне, Ингушетии, а также среди кумыков и ногайцев. Встречается она и у казахов, хотя там более распространена форма Байтулаев без окончания -а в женском варианте. В русских документах фамилия закрепилась с окончанием -а по общему правилу для женских фамилий.

Интересная деталь: в отличие от многих фамилий на -ов/-ев, которые в русском языке часто имеют славянскую основу, Байтулаева сохранила чистую тюркскую корневую структуру. Это говорит о том, что фамилия возникла относительно поздно, уже в XIX–XX веках, когда в Российской империи начали массово давать фамилии нерусским народам. До этого предки носителя фамилии, скорее всего, обходились именем и отчеством (Байтула, сын такого-то).

Сословно предки Байтулаевых могли быть как из вольных горцев, так и из крестьян или казаков — точных данных нет, но сам факт, что фамилия образована от личного имени, а не от прозвища или ремесла, указывает на то, что родоначальник был уважаемым человеком, чьё имя запомнили.