Фамилия Буртовоу — редкий случай, когда написание прямо указывает на региональное произношение. В ней отчётливо слышна белорусская или южнорусская «акающая» огласовка: то, что в литературном русском языке писалось бы как Буртовов, на письме закрепилось как Буртовоу. Такая фиксация живого говора характерна для фамилий, оформленных в эпоху, когда орфография ещё не была строго унифицирована, особенно на территории современных Беларуси, Смоленщины и Брянщины.

Основа фамилии — прозвище Буртой или Буртый. В русских говорах «буртать» означало «валить, опрокидывать», а «бурт» — это продолговатая куча, в которой хранят овощи (картофель, свёклу). Буртовщиком называли того, кто закладывал овощи на хранение в такие бурты — сезонная, но важная работа в крестьянском хозяйстве. Человек, получивший прозвище Буртой, мог быть либо крепким, «заваливающим» противника, либо заниматься именно этим промыслом.

Суффикс -ов (в исходной форме) указывает на принадлежность: «сын Буртоя». Форма Буртовоу — это родительный падеж в местном говоре, перешедший в фамилию: «чей? — Буртовоу» вместо «Буртовов». Подобное явление встречается у фамилий на -ово, -аго, -ых, но для окончания -оу оно особенно редко и говорит о том, что носители происходят из местности, где «о» в безударной позиции произносили как «у» или «оу».

Фамилия недворянская. Она относится к поздним крестьянским или мещанским фамилиям, которые массово закреплялись в XIX веке при переписях. Буртовоу не попала в списки известных родов, и поиск её носителей в дореволюционных метрических книгах, скорее всего, приведёт в западные губернии Российской империи, где аканье было нормой, а фамилии часто записывали на слух.