Фамилия Бельский-Бахтины — двойная, и каждая её половина ведет к разным истокам, которые соединились в одном роде уже в более позднее время. Фамилию Бельский чаще всего выводят от названия старинного польского села Бельск на реке Белой. Бельск известен с XIII века: в 1253 году он упоминается в русских летописях как владение галицко-волынских князей, а позже, с XIV столетия, оказался под властью Литвы. В 1569 году по Люблинской унии Бельск отошел к Польше, но частые войны с русскими и шведами, а также внутренние смуты разорили город настолько, что в нём осталось не более 48 домов. Основатель рода Бельских мог быть выходцем из этого села или его собственником. В истории России известно несколько княжеских родов Бельских. Один из них ведет начало от Рюрика: первый князь Иван Михайлович бежал в Литву, а его правнук Никита Самойлович был московским дворянином и участвовал в походе под Смоленск 1633 года. Другой потомок, Федор Самойлович, служил воеводой в Торе и составлял переписные книги Перми и Чердыни. Второй княжеский род Бельских происходит от литовского князя Гедимина: его родоначальник Олелько (в крещении Владимир), а внук последнего, князь Федор Иванович, выехал в Россию в 1482 году.

Вторая часть фамилии — Бахтин — образована от прозвища Бахта, которое восходит к нарицательному «бахта» (или «пахта»). В старину так называли набивную бязь, хлопчатую выбойку; в сибирских говорах слово означало «покрывало из выбойки», а в архангельских — «гагачий пух». Прозвище Бахта могли дать торговцу тканями или человеку, носившему одежду из такой материи. Фамилию Бахтины носят представители старинного дворянского рода, основоположником которого считается Воин Иванович Бахтин: за «многие службы в лихолетье» он получил поместья в 1613 году. Его внук, Федор Анисимович, также был жалован землями в Московском уезде за участие в войне с крымским ханом и «салтаном турским». Этот род записан в VI часть родословной книги Орловской губернии. Существует и другая ветвь Бахтиных, из которой вышли литераторы и государственные деятели: Николай Иванович Бахтин (литературный критик), его брат Иван Иванович Бахтин (офицер, поэт, губернский прокурор в Тобольске), а также сенатор Иван Иванович Бахтин (умер в 1867 году). Родоначальником этой ветви был Афанасий Бахтин (конец XVII века), но герольдия не утвердила его в древнем дворянстве, и род записали во вторую часть родословных книг Орловской и Калужской губерний. Из этого же рода происходит генерал Михаил Петрович Бахтин, пожертвовавший крупные средства на строительство Орловского кадетского корпуса, названного его именем, и крупнейший русский мыслитель XX века, литературовед и философ Михаил Михайлович Бахтин, родившийся на Орловщине.

Соединение двух фамилий в одну — Бельский-Бахтины — могло произойти при заключении брака между представителями родов или при передаче имения по наследству с условием принять двойную фамилию. Такая практика была распространена среди дворянства, чтобы сохранить память о двух знатных линиях. Окончательно установить точное время и место возникновения именно этой двойной фамилии можно только на основе целенаправленных генеалогических изысканий в архивах.