Фамилия Бельтюкова — женская форма фамилии Бельтюков, которая восходит к тюркскому прозвищу Бельтюк. Её основу разбирают на два компонента: «belli» (известный, знаменитый) и «tug» (хохолок, пучок волос, бунчук). Вполне вероятно, что прозвище указывало на особенность причёски предка — например, на оставленный на бритой голове чуб или хохол, который в тюркской среде нередко носили как знак отличия или принадлежности к определённому роду.

Модель образования фамилии стандартна для русского Севера и Поволжья: к основе на твёрдый согласный (-юк) добавили суффикс -ов, а затем окончание -а, указывающее на принадлежность женщине (жене или дочери Бельтюка). Такая схема типична для фамилий, которые закрепились в крестьянской и мещанской среде не позднее XVII–XVIII веков.

Слово «тюк» в тюркских языках означало не только пучок волос, но и бунчук — конский хвост на древке, воинский знак. Поэтому не исключено, что Бельтюком могли прозвать человека, который нёс такой знак в походе или отличался заметной, «хохлатой» внешностью. В русских говорах слово «бельтюк» не зафиксировано, что подтверждает его иноязычное происхождение.

Фамилия редкая, её географическое ядро — Удмуртия и соседние области Предуралья, где исторически были сильны тюркские влияния (татары, башкиры). Встречается также в вариантах Бельтюков, Бельтюковский, но Бельтюкова — типичная «женская» форма, которая в документах и метриках появлялась как обозначение замужней женщины или вдовы.