Фамилия Болотнов — один из вариантов широкого семейства «болотных» фамилий, образованных не напрямую от слова «болото», а через прозвище Болотный. Такое прозвище давали человеку, жившему у болота или на болотистой почве. В русской ономастике это типичная модель: прозвище на -ый превращается в фамилию с помощью суффикса -ов, как у Болотнова (чей? — сын Болотного).

В документах XV–XVI веков такие прозвища фиксируются не раз. Например, Иван Филиппович Болото Тургенев известен с середины XV века, а крестьянин Губа Болотов упоминается в 1531 году в Переяславле. Дворянский род Болотовых прослеживается с XVI века. Фамилия Болотнов, скорее всего, ответвилась от той же основы, но с другим суффиксальным оформлением: не -ов, а -ов с предшествующим -н- (Болотн-ов), что указывает на исходное прозвище Болотный, а не Болото.

Можно предположить, что предки Болотновых были крестьянами или однодворцами, жившими в сырых, низинных местах — в лесной или лесостепной полосе России. Географически фамилия встречается в Поволжье, на Урале и в Сибири, куда переселенцы приносили свои прозвища. В отличие от фамилии Болотов, которая может быть и от имени Болот (календарного или мирского), Болотнов однозначно привязан к прозвищу по месту жительства.