Фамилия Бухштабер — редкий для России пример фамилии, образованной от немецкого сложного слова. Её основа — Buchstabe, что в переводе с немецкого означает «буква». Второй корень, Stab, — это «палка», «жезл», «стержень», но в сложном слове Buchstabe он утратил самостоятельное значение и вместе с Buch даёт именно «букву». Таким образом, буквальный перевод фамилии — «буквоштаб» или «буквенный жезл», что звучит странно, но объясняется историей слова: древние германцы вырезали руны на палочках, отсюда и образ «буквы на палке».

Фамилия образована по немецкой модели без суффикса — чистое сложение основ (Buch + Stab) с последующей русификацией окончания. В немецком варианте она выглядела бы как Buchstaber или Buchstäber. При переносе в русскую среду фамилия потеряла умлаут и приобрела типичное для заимствованных фамилий окончание -ер. Встречается также вариант написания Бухштаб, где отпал второй корень, но это другая, более редкая ветвь.

Носители фамилии Бухштабер — это, скорее всего, потомки немецких колонистов, приглашённых в Российскую империю в XVIII–XIX веках. Массовое переселение немцев шло при Екатерине II, и многие из них оседали в Поволжье, на юге Украины и в Причерноморье. Фамилия могла принадлежать людям, связанным с письменностью и грамотой: учителям, писарям, переписчикам книг, возможно, даже наборщикам в типографиях. Прозвище по профессии «буква» — довольно прозрачный намёк на род занятий, хотя со временем оно закрепилось как фамилия и передавалось уже вне зависимости от реальной работы человека.

С точки зрения словообразования, Бухштабер стоит в ряду других «профессиональных» немецких фамилий, пришедших в русский язык: Шрейбер (писец), Мюллер (мельник), Шнайдер (портной). Но если Мюллеров и Шнайдеров в России тысячи, то Бухштаберов — единицы. Фамилия осталась редкой именно потому, что исходное прозвище относилось к узкой группе людей, связанных с книжным делом, а не с массовым ремеслом. В дореволюционных справочниках и метрических книгах фамилия встречается в основном среди лютеранских приходов Санкт-Петербурга, Москвы и немецких колоний Саратовской губернии.

Известных носителей с общероссийской славой нет, что типично для фамилии, не успевшей «обрасти» знаменитостями в силу своей малочисленности. Однако в научной среде встречается, например, математик Виктор Матвеевич Бухштабер (род. 1943), специалист по топологии и алгебраической геометрии. Его фамилия — как раз тот случай, когда немецкое «буква» неожиданно совпало с призванием владельца: профессор пишет формулы, то есть работает с буквами и знаками. Но это совпадение, а не закономерность: фамилия не предопределяет судьбу, а лишь указывает на то, чем занимался далёкий предок несколько веков назад.