Фамилия Бутраева — женская форма, а мужская — Бутраев. Она образована по самой распространённой в русском языке модели: с помощью суффикса -ев, который присоединялся к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или шипящий. В данном случае основа — Бутрай.

Корень фамилии — «бутр-». Это редкая основа, и её происхождение неочевидно. Наиболее вероятная версия связывает её с тюркскими языками. В ряде тюркских наречий «бутра» или «бугра» означает «верблюд-самец», «племенной верблюд», а также — в переносном смысле — «сильный», «крепкий», «упрямый». Прозвище Бутрай могли дать человеку за физическую силу, выносливость или за характер, напоминающий норов верблюда. Не исключено, что прозвище относилось к человеку, который торговал верблюдами или держал их.

Менее распространённая, но допустимая версия — от диалектного русского слова. В некоторых южнорусских говорах «бутреть» означало «толстеть», «пухнуть». Тогда Бутраем могли прозвать полного, дородного человека. Однако тюркская версия выглядит убедительнее, учитывая, что фамилия чаще встречается в регионах, где исторически был силён тюркский компонент (Поволжье, Оренбуржье, Кавказ).

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Бутраев — сын Бутрая. Следовательно, основатель рода носил личное прозвище или некалендарное имя Бутрай. Фамилия не относится к дворянским или княжеским — это типичная «прозвищная» фамилия, которую носили крестьяне, посадские люди или казаки. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении: скорее всего, род пошёл из одного или нескольких соседних сёл.