Фамилия Бортулева — женская форма, мужская — Бортулев. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Бортуль, которое могло быть образовано от глагола «бортать» в одном из его диалектных значений. В северных и центральных говорах «бортать» означало «шатать, качать, валять», а в переносном смысле — «говорить вздор, болтать». Человек, получивший такое прозвище, мог быть неусидчивым, суетливым или, напротив, пустословом. Менее вероятна, но возможна связь с диалектным «борт» — бок, сторона; тогда прозвище могло относиться к человеку, который ходит «на боку», то есть криво или косо.

Суффикс -ев указывает на типичную для русских фамилий патронимическую модель: Бортулев — сын Бортуля. Эта форма характерна для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или на -ь. В данном случае основа Бортуль- дала именно -ев, а не -ов, что отличает её от фамилий типа Бортунов (от Бортун).

Фамилия редкая и географически привязана к северо-западу России и Поволжью. Встречается в старых переписях Вологодской и Костромской губерний, а также в Тверской области. В этих краях слово «бортать» было в ходу, и прозвище Бортуль могло закрепиться как уличное имя. В писцовых книгах XVI–XVII веков можно найти крестьян и посадских людей с похожими прозвищами, но сама фамилия Бортулев, скорее всего, оформилась позже, в XVIII–XIX веках, когда прозвища стали передаваться по наследству.

С точки зрения словообразовательной модели, Бортулев стоит в одном ряду с фамилиями вроде Борташев, Бортников, Бортнов — все они восходят к разным корням, но объединены общей схемой «основа на мягкий согласный + -ев». При этом Бортулев не связан с профессией бортника (пчеловода), как может показаться на слух: ударение в исходном прозвище падало на второй слог — Борту́ль, а не на первый. Это ещё раз подтверждает связь с глаголом «бортать», а не с «борть» (дупло для пчёл).