Фамилия Болтыров — один из тех случаев, когда прозвище предка надежнее всего объясняется через диалектное слово, а не через литературный язык. Основа «болтырь» в русских говорах (особенно южных и поволжских) означала «болтун», «пустомеля», «человек, который говорит много и не по делу». Глагол «болтырить» фиксируется в словарях Даля и областной лексике — «болтать языком, молоть вздор». Так что первый Болтыров с высокой вероятностью получил фамилию за привычку много и громко разговаривать.

Суффикс -ов указывает на стандартную патронимическую модель: Болтырь — сын Болтыря. В XIX веке так образовывали фамилии от прозвищ, оканчивающихся на мягкий согласный или -рь. Альтернативная, но куда менее вероятная версия — связь с тюркским словом «болдыр» (мутный, неясный) или с калмыцким «болдыр» (удар, стук). Однако в русской ономастике фамилии на -ыров чаще всего имеют славянскую основу, а тюркские корни обычно дают формы вроде Балтыров или Болдуров. География фамилии тоже говорит в пользу русского происхождения: Болтыровы встречаются в Воронежской, Ростовской областях и в Ставрополье — как раз в зоне распространения южнорусских говоров.

С точки зрения социального контекста, прозвище Болтырь не несло негативного оттенка осуждения — в крестьянской среде так называли скорее балагура, говорливого и общительного человека, который любил быть в центре внимания. Фамилия не дворянская и не купеческая: она типична для однодворцев, государственных крестьян и казачества. В документах XVIII–XIX веков Болтыровы фиксируются среди казаков Войска Донского и однодворцев южных губерний.

Редкий вариант ударения — на второй слог (Болты́ров) — может указывать на местный говор, где «болтырь» произносили с ударением на ы. В литературной норме фамилия чаще звучит с ударением на первый слог: Бо́лтыров. Однокоренных фамилий немного: Болтырёв, Болтыркин, Болтырский — все они образованы от того же прозвища и встречаются в тех же регионах.