Фамилия Болтаева образована от мужского тюркского имени Болтай. В основе лежит имя Балта (или Болта), которое с татарского переводится как «топор». Имя давали мальчикам с пожеланием, чтобы они выросли крепкими, острыми и проворными, как лезвие топора — это типичная для тюркских культур традиция «обережных» имён, где предметная символика должна была передать ребёнку свои свойства.

Фамилия построена по самой распространённой в России модели: к основе Болтай добавили суффикс принадлежности -ев (фонетический вариант -ов после мягкого звука). Получается буквальное значение «сын Болтая» или «из рода Болтая». Суффикс указывает, что фамилия закрепилась в русской или обрусевшей среде, хотя корень остался тюркским.

Интересная деталь: написание через «о» (Болтаев, а не Балтаев) может говорить о региональных особенностях произношения. В татарском и башкирском языках звук «а» в первом слоге под ударением часто звучит как нечто среднее между «а» и «о», поэтому при записи фамилии в русских документах появилось «о». Такая вариативность — Болтаевы и Балтаевы — встречается у однокоренных фамилий, и обе формы восходят к одному источнику.

Процесс формирования фамилий у разных народов Поволжья и Приуралья шёл неравномерно: у татар и башкир фамилии в современном виде массово закрепились только к XIX веку, после всеобщих переписей. Поэтому окончательно говорить о точном месте и времени возникновения рода Болтаевых можно лишь на основании генеалогических исследований — без архивных документов невозможно определить, в какой именно деревне или городе предок получил это имя-прозвище.

По сословной принадлежности предки Болтаевых скорее всего были крестьянами или казаками, так как тюркские имена с «топорной» символикой редко встречались в дворянской среде. Фамилия распространена в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях — в тех регионах, где веками жили тюркские народы в смешанном с русским населением.