Фамилия Болтинская — редкий случай, когда женская форма окончания на -ская не указывает на дворянское происхождение, а просто закрепилась в роду. В основе фамилии лежит прозвище Болта. Его значение неочевидно, и лингвисты предлагают несколько версий.

Первая версия связывает прозвище с глаголом «болтать» — в старом значении «приводить в движение жидкость, взбалтывать, мешать». Такое прозвище мог получить человек, занятый в производстве, где требовалось постоянно что-то перемешивать: красильщик, пивовар или сыродел. Вторая версия отталкивается от слова «болт» — железный или медный толстый гвоздь. Тогда Болтой называли кузнеца, который ковал гвозди и болты, или строителя, который их заколачивал. Обе гипотезы относят прозвище к «профессиональным» именованиям, то есть указывают на конкретное занятие предка.

Суффикс -ск- в фамилии Болтинская — типичный для русских фамилий, образованных от названий населённых мест, но здесь он работает иначе. Прозвище Болта сначала дали одному человеку, а затем оно превратилось в фамилию Болтин, то есть «сын Болты». Прилагательное Болтинский (а затем и Болтинская) означало «из семьи Болтиных» или «относящийся к роду Болтиных». Такая модель встречается реже, чем простые патронимы на -ов/-ев, и характерна для фамилий, которые оформлялись уже после того, как род получил устойчивое прозвание.

Встречаемость фамилии Болтинская невысока, она сосредоточена в центральных и северных областях России. Это говорит о том, что род не разветвлялся широко и не дал множества ответвлений. В отличие от более известной фамилии Болтин (к которой принадлежал историк Иван Болтин), форма Болтинская — женская по окончанию, но в русской традиции она могла закрепиться за целым родом, а не только за женщиной. Вероятно, в какой-то момент документы зафиксировали именно эту форму, и она стала наследственной для всех членов семьи.