Фамилия Болтвинова — женская форма фамилии Болтвинов, и её происхождение стоит искать не в очевидном «болте» или «болтовне», а в старом русском прозвище. В основе лежит слово «болтва», которое в северных и сибирских говорах означало «пустая речь», «болтовня», а также «сплетни», «вздор». Соответственно, Болтвой в XVI–XVII веках могли прозвать человека говорливого, любителя поболтать или, напротив, того, кто распускал слухи. Прямой параллелью служат фамилии Болтунов, Болтушкин, Балаболкин — все они образованы от прозвищ, характеризующих особенность речи.

Модель образования типична для русского Северо-Запада и Поморья: основа на -а (Болтва) плюс патронимический суффикс -ин, который в древности указывал на принадлежность («чей?» — Болтвин сын). Форма Болтвинов, а не Болтвин, возникла позже, когда фамилии стали стандартизироваться по московской модели с суффиксом -ов/-ев. В переписных книгах XVII века фамилия встречается в Вологодском и Архангельском уездах — в районах, где слово «болтва» фиксируется диалектологами. Это косвенно подтверждает, что предки Болтвиновых были крестьянами или посадскими людьми Русского Севера.

Встречается и более редкая версия, связывающая фамилию с гидронимом Болтва — названием реки в бассейне Западной Двины. Однако она менее правдоподобна: топонимические фамилии на -ин обычно образуются от названий селений (Бородин, Репин), а не от рек, да и река Болтва малоизвестна. Основная же версия — от прозвища — подтверждается стабильным бытованием фамилии именно в тех говорах, где слово «болтва» было в ходу.

Сейчас фамилия Болтвинова нечастотна, но сохранила живую связь с русским диалектным словом, которое почти вышло из употребления. Носители фамилии могут считать себя потомками тех, кого в старину называли «болтва» — не в обиду, а по меткому народному наблюдению за характером.