Фамилия Бертлеуова звучит нехарактерно для русской ономастики, и это первое, что бросается в глаза. Её основа, суффикс и ритмика выдают происхождение из тюркских языков, скорее всего, из казахского или башкирского. В русском языке фамилии на -ова обычно женского рода, но здесь перед нами, скорее всего, женская форма от мужской фамилии Бертлеуов, образованной по тюркской модели.

Разбираем корень. В основе лежит имя или прозвище «Бертлеу». В казахском языке есть слово «бөртлеу» (или «бертлеу» в диалектах), которое означает «набухать», «вздуваться», «пухнуть». В переносном смысле так могли назвать человека с пышным телосложением, с крупными чертами лица или даже обидчивого, «надутого». Вторая версия, более конкретная, — от слова «бөртпе» (шишка, нарост, опухоль). Прозвище Бертлеу мог получить человек, у которого была заметная родинка, шишка или последствие травмы. Третья, менее вероятная, но возможная — от глагола «бертлеу» в значении «закалять», «делать прочным»; в этом случае прозвище давали мастеру по обработке металла или кожи.

Суффикс -ов (в мужском варианте Бертлеуов) — это уже русское окончание, которое добавили при оформлении фамилии в документах. В тюркской среде фамилия могла бы звучать как Бертлеуулы (сын Бертлеу) или Бертлеукызы (дочь Бертлеу), но при переходе в русскую административную систему её «обрусили» по стандартной модели, как это сделали с тысячами фамилий от Абдуллина до Якупова.

Географически фамилия должна быть распространена в регионах с компактным проживанием казахов или башкир — в Оренбургской, Астраханской, Челябинской областях, в Казахстане. Встречаемость её в России крайне низкая, что говорит о том, что род, скорее всего, немногочисленный и недавно мигрировавший.

Социальный контекст прост: предки носителя фамилии — крестьяне или скотоводы, получившие фамилию в XIX — начале XX века при переписях или паспортизации. Никакого дворянства или купечества за этой фамилией не стоит. Единственная особенность написания — двойное «е» в корне (Бертлеу, а не Бертлёв) — указывает на то, что в тюркском оригинале был долгий гласный или дифтонг, который русские писцы постарались передать точно, не редуцируя.