Фамилия Бертлюев — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Если отбросить соблазн сразу искать тюркские или финно-угорские корни в созвучии с «берт» или «люй», стоит начать с суффикса. Формант -ев указывает на русскую патронимическую модель, где основа — это либо имя, либо прозвище отца.

Наиболее вероятная версия — фамилия восходит к прозвищу Бертлюй. В русских говорах, особенно на северо-западе и в пограничных с Белоруссией областях, слово «бертлюй» или «бертляй» могло означать человека, который «берёт» — то есть хватает, присваивает, или, в более безобидном смысле, расторопного, хваткого парня. Глагол «бертлять» (вариант «бертлить») фиксируется в диалектной лексике со значением «хватать без спросу, таскать». Таким образом, первый Бертлюй — это, скорее всего, обладатель цепких рук или непоседливого нрава.

Существует и альтернативная, менее вероятная гипотеза, связывающая основу с календарным именем. В святцах есть редкое имя Бертилий (от лат. «светлый»), но в народном произношении оно могло трансформироваться в Бертлюй. Однако для такой переделки нет убедительных фонетических параллелей, и прозвищная версия выглядит правдоподобнее.

Географически фамилия Бертлюев привязана к северо-западным регионам России: единичные записи встречаются в архивах Вологодской и Архангельской губерний, а также в бывших новгородских землях. Это косвенно подтверждает диалектный характер прозвища — именно там бытовала лексика с корнем «берт-». Носители фамилии, скорее всего, были из крестьянской или мещанской среды, и фамилия закрепилась за одной ветвью рода без широкого распространения.

В написании фамилии стоит обратить внимание на редкое сочетание «ерт» — в русских фамилиях оно встречается нечасто, что делает Бертлюева заметной даже на фоне других редких ойконимов и антропонимов.