Фамилия Ботырханова — редкий пример, в котором тюркское имя-титул соединилось с русским суффиксом принадлежности. Её основа — мужское имя Ботырхан, распространённое у народов, говорящих на тюркских языках (татары, башкиры, казахи, народы Кавказа). Первая часть, «Ботыр» (или «Батыр»), означает «богатырь», «герой», «храбрец». Вторая часть — «хан» — верховный правитель, князь. Таким образом, имя Ботырхан буквально переводится как «богатырь-хан» или «герой-правитель». Вероятно, так называли мальчика в честь легендарного предка или с пожеланием силы и власти.

Модель образования фамилии — типично русская: к основе имени добавили суффикс -ов, а затем женское окончание -а (Ботырханов → Ботырханова). Это указывает на то, что носительница фамилии — женщина, а её предки по мужской линии носили фамилию Ботырханов. Такие фамилии на -ов/-ев закрепились в основном в XIX веке, когда крестьянам и горожанам массово давали фамилии по имени отца. Скорее всего, предок Ботырхановых был человеком незнатного происхождения, но с ярким личным именем, которое и стало родовым.

Интересно, что имя «Батыр» (Ботыр) в разных формах встречается и у тюркских, и у монгольских народов, а в русских летописях оно фиксировалось как «батырь» — воин. Фамилия Ботырханова встречается в основном в Татарстане, Башкортостане, а также среди кавказских народов, где исламские имена сочетаются с тюркскими титулами. Встречаются варианты написания: Батырханов, Батирханов — это связано с разным произношением гласных в диалектах.

С точки зрения словообразования, фамилия стоит в ряду таких же составных имён: Алихан, Муртазахан, Магомедхан. Разница в том, что вторая часть здесь не арабское или персидское имя, а тюркский титул «хан», что делает фамилию характерной именно для тюркской ономастики.