Фамилия Болотаев — редкий пример того, как тюркская ономастика соединила пожелание физической силы с астральной символикой. Она образована от личного имени Болотай, которое, в свою очередь, состоит из двух смысловых блоков.

Первая часть — «болот» — скорее всего, диалектный вариант мужского имени Булат. Оно арабского происхождения и означает «отличная сталь», «крепкая, закалённая». Такое имя давали с пожеланием мальчику стать твёрдым и несгибаемым, как клинок. Вторая часть — «ай» — восходит к древнетюркскому слову со значениями «месяц», «луна», а также «красивый», «святой», «светлый», «счастливый». В тюркской традиции компонент «ай» часто присоединяли к имени ребёнка, родившегося в полнолуние или при ярком лунном свете, — считалось, что это приносит удачу.

Имя Болотай, таким образом, — сложное пожелание: чтобы сын вырос крепким и выносливым, как булат, и при этом был отмечен светом и удачей, как лунный месяц. Суффикс -ев в фамилии — стандартный русский патронимический формант, указывающий на происхождение: «чей?» — Болотаев, то есть потомок Болотая.

Фамилия географически привязана к Северному Кавказу. В Книге памяти Чеченской Республики зафиксирован Темергуза Болотаев, родившийся в 1890 году, — это один из немногих документальных следов носителей фамилии. Судя по всему, Болотаевы — потомки тюркоязычных групп, которые осели в регионе и со временем восприняли русскую модель фамилий.

В отличие от более распространённых Булатовых, фамилия Болотаев сохранила диалектную огласовку корня, что делает её ценной для историков языка: она показывает, как имя Булат могло видоизменяться в устной речи разных народов.