Фамилия Буталий — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. Скорее всего, она имеет прозвищное происхождение, и ключ к разгадке — в основе «бутал-». В русских говорах слово «бутать» или «бутала» означало «путать, сбивать с толку, говорить бессвязно». Соответственно, прозвище Бутала, Буталий мог получить человек невнятный в речи, путаный в мыслях или, наоборот, тот, кто намеренно запутывал собеседника. Есть и более конкретное значение: «бутала» — так в некоторых областях называли человека, который сбивает масло (от глагола «бутать» — взбалтывать). В этом случае фамилия указывала бы на ремесло — маслобойщика или пастуха, сбивающего масло.

Модель образования фамилии проста: к основе прозвища Буталий прибавлен суффикс -ий, который в русских фамилиях встречается редко, чаще в украинских или польских. Это наводит на мысль, что фамилия могла сложиться на западнорусских или малороссийских землях. Вариант с окончанием -ий (а не -ов или -ин) — признак того, что фамилия фиксировалась в документах в форме прилагательного, отвечающего на вопрос «чей?»: Буталий — «сын Буталы». Такая модель типична для украинской и белорусской ономастики.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Бутаков, Буталов, Бутаев — показывает, что корень «бут-» многозначен. Он может восходить и к тюркскому «бут» (нога, бедро), и к диалектному «бута» (толстый, неповоротливый). Однако для Буталия связь с глаголом «бутать» выглядит убедительнее: суффикс -лий в прозвищах часто образовывался от глагольных основ (ср. «врун — врулий», «путала — путалий»). В словаре В. Даля «бутать» зафиксировано именно в значении «путать, сбивать», что и даёт нам самую правдоподобную версию: предок носителя фамилии был либо говорун-путаник, либо ремесленник, сбивавший масло.

Встречаемость фамилии крайне низкая. В современных базах она почти не фиксируется, что говорит о её локальном бытовании — возможно, в одной-двух деревнях бывшей Черниговской или Могилёвской губернии. Известных носителей в истории не обнаружено, и это не удивительно: фамилия осталась в тени более частых Бутаковых и Бутаевых.