Фамилия Болтова (а также её мужская форма Болтов) ведёт начало от тюркского личного имени Болта. В тюркских языках это слово означает «топор», и имя давали мальчикам с пожеланием, чтобы они росли крепкими, как лезвие топора, и легко, одним ударом, преодолевали жизненные преграды. Такие «обережные» имена, связанные с орудиями труда или оружием, были распространены у многих тюркских народов — они должны были передать носителю твёрдость и силу.

Самый распространённый способ образования русских фамилий — добавление суффикса -ов/-ев к основе. Фамилия Болтов (и её женская форма Болтова) построена именно по этой модели: к имени Болта прибавили типичный русский патронимический суффикс, и получилось отчество «сын Болты». Со временем это отчество закрепилось как фамилия.

В русских говорах слово «болт» и его производные могли означать не только металлический стержень, но и нечто торчащее, выдающееся или, в переносном смысле, болтливого человека. Однако для фамилии Болтова основная и наиболее правдоподобная версия — тюркское происхождение. Славянская версия (от прозвища Болт в значении «болтун») менее вероятна: в этом случае фамилия чаще выглядела бы как Болтов, но по смыслу она совпала бы с уже существующей тюркской основой.

Процесс формирования фамилий был долгим, и окончательно говорить о точном месте и времени возникновения рода Болтовых можно лишь на основании генеалогических исследований. Известно, что фамилия встречается в разных регионах России, но чаще — в Поволжье и на юге Урала, где исторически были сильны тюркские влияния. Среди носителей фамилии есть как потомки крестьян и мещан, так и люди, принадлежавшие к казачьим сословиям, но единого дворянского рода Болтовых, как правило, не выделяют — фамилия скорее народная, «низовая».

Интересно, что фамилия Болтова — не единственная в своём роде. Однокоренные фамилии Болтаков, Болтаев, Болтин имеют ту же тюркскую основу и различаются лишь суффиксами, что указывает на разные региональные или диалектные варианты оформления одного и того же имени.