Фамилия Болтвина — женская форма от Болтвин, и её происхождение стоит искать не столько в глаголе «болтать», сколько в старом русском прозвище или имени. Основа «Болт-» в русской ономастике чаще всего восходит к слову «болт» — в старину так называли не только металлический стержень, но и засов, запор, а в переносном смысле — человека крепкого, плотного, «сбитого». Могли прозвать и того, кто «болтается» без дела, но это значение появилось позже. Суффикс «-ин» указывает на принадлежность: Болтвин — «чей?» — сын или потомок Болта или Болтвы.

Вероятнее всего, фамилия образована от прозвища Болтва. В старых писцовых книгах встречаются имена Болт, Болтик, Болтко. Если Болтва — уменьшительная или пренебрежительная форма от Болт, то фамилия означает «из рода Болтвы». Есть и более редкая версия: Болтвин могло быть патронимом от канонического имени Валтасар (в просторечии Болтасар), но это лишь гипотеза без серьёзного подтверждения.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России. В переписных книгах XVII века Болтвины встречаются в Вологодском уезде и на Устюжне. Это были крестьяне и посадские люди — никакого дворянства за фамилией не числится. В XIX веке Болтвины записаны в Тверской, Ярославской и Костромской губерниях, что подтверждает её исконно великорусский, неслужилый характер.

Ударение в фамилии плавающее: в разных говорах могли ставить его и на первый, и на последний слог. Форма Болтвина — притяжательное прилагательное в женском роде, так что современные носительницы могут считать себя прямыми потомками того самого Болтвы, который, судя по прозвищу, был человеком основательным, а не пустословом.