Фамилия Бельтяевские — одна из тех, где за привычным славянским окончанием скрывается совсем не славянская география. Принадлежность к этой фамилии указывает, что предки рода были выходцами из местности под названием Бельтау. Так именуется возвышенность на территории современного Узбекистана. Само название Бельтау в этом контексте трактуют необычно: его возводят к французскому слову «бельэтаж» (bel étage — «прекрасный этаж» или «прекрасная возвышенность»). В театральной архитектуре так называют лучшие места над партером, откуда открывается идеальный вид на сцену. Вероятно, переселенцы, увидевшие гряду холмов, метафорически перенесли это театральное понятие на ландшафт.

Основатель рода Бельтяевских, по всей видимости, жил неподалёку от этой возвышенности, а затем, сменив место жительства, получил прозвание «Бельтяевский» — то есть «пришедший с Бельтау». Формант -ский в фамилии характерен для польской, украинской и русской аристократической или шляхетской традиции, а также для фамилий, образованных от географических названий. Такой суффикс обычно принадлежал людям, владевшим поместьем или происходившим из знатного рода, но со временем стал массовым у всех сословий.

Стоит упомянуть и другую, более приземлённую версию, связанную с русским Севером. Существует историческая Бельтяевская слобода на территории нынешней Вологодской области (сейчас это город Сямжа). В XIX веке там была построена Бельтяевская церковь Вознесения, а также проводилась известная Бельтяевская ярмарка. Не исключено, что фамилия могла закрепиться за выходцами именно из этой слободы, а не из Средней Азии. Оба варианта имеют право на существование, но топоним Бельтау даёт более прямую словообразовательную связь.

Менее убедительной выглядит гипотеза о происхождении от киргизского прозвища Бейлтай. Согласно ей, «бейл» означает «нрав, характер», а «тай» — родство по женской линии. Якобы так могли назвать человека, унаследовавшего черты материнских родственников. Однако для превращения Бейлтая в Бельтяевского пришлось бы допустить сразу несколько фонетических и суффиксальных натяжек, поэтому эта версия уступает топонимической.

О точном времени возникновения фамилии Бельтяевские говорить сложно: процесс становления родовых имён в разных регионах России растянулся на несколько столетий. Ясно одно — фамилия зафиксировала редкий случай, когда основой послужил не славянский корень, а заимствованный географический образ.