Фамилия Бертлюева — редкий случай, когда в основе лежит не русское, а, скорее всего, тюркское или кавказское имя. Судя по звучанию, корень «Бертлю» восходит к личному имени, которое могло быть вариантом имени Берт, Берд (от тюркского «берди» — «дал») с добавлением ласкательного или уменьшительного аффикса «-лю». В таком случае имя Бертлю могло означать «одаренный», «данный богом» — типичная формула для многих тюркских имен. Менее вероятна, но возможна связь с кавказскими языками, где «берт» может означать «крепкий», «сильный».

Суффикс «-ев» указывает на стандартную русскую модель образования фамилий от имен или прозвищ, оканчивающихся на мягкий согласный или «-й». Здесь он присоединен к основе «Бертлю», а окончание «-а» — это женская форма. То есть Бертлюева — это «жена или дочь Бертлюева», а сам родоначальник мужского пола носил фамилию Бертлюев.

Географически фамилия, скорее всего, связана с регионами, где исторически происходило смешение русского и тюркского населения: Поволжье (Татарстан, Башкирия), Северный Кавказ или южные области России. В этих местах подобные фамилии, образованные от местных имен, не редкость. Носители Бертлюевых могли быть крестьянами, казаками или служилыми людьми, получившими фамилию по имени отца, которое уже было адаптировано к русскому языку.

Фамилия крайне редкая. В открытых базах данных и исторических документах она почти не встречается, что говорит о ее локальном бытовании, возможно, в пределах одного села или рода. Это не фамилия дворянского сословия — скорее, она закрепилась в среде простого народа, где имя Бертлю могло передаваться как семейное прозвище.

Если сравнивать с однокоренными, можно вспомнить фамилии Бердыев, Бердиев, которые тоже идут от тюркского «берди». Бертлюев отличается от них именно суффиксом «-лю», который вносит оттенок уменьшительности или принадлежности к чему-то родному («бертлю» — «мой маленький дар»). Таким образом, фамилия хранит память о конкретном имени предка, которое уже почти исчезло из употребления.