Фамилия Бутряева — женская форма фамилии Бутряев, и её происхождение уходит в прозвища, связанные с внешностью или характером человека. В основе лежит слово «бутря» или «бутрый», которое в русских говорах, особенно в южных и западных регионах, означало «пухлый», «толстый», «надутый». Человек с таким прозвищем мог быть полным, медлительным или, наоборот, обладать вспыльчивым нравом — значение «надутый» легко переходило в характеристику «обидчивый» или «сердитый».

Словообразовательная модель проста: суффикс -ев (вариант -ов после мягкой основы) указывает на принадлежность — «сын Бутряя». Прозвище Бутряй, вероятно, образовано от прилагательного «бутрый» с помощью типичного для русских прозвищ суффикса -яй (ср. Гуляй, Лентяй). Встречается и однокоренная фамилия Бутрин, где основа та же, но суффикс другой.

Географически фамилия Бутряев наиболее характерна для южнорусских областей — Курской, Воронежской, Ростовской, а также для украинского пограничья, где слово «бутрый» было в ходу. В этих местах прозвище могло закрепиться за крестьянином или ремесленником, и со временем, при переписях, превратилось в фамилию. Сословно это, скорее всего, крестьянский или мещанский корень — дворянские роды с такой фамилией не известны.

Есть и менее вероятная версия: связь с диалектным глаголом «бутреть» — «толстеть», «наливаться силой». Но она не меняет сути: в любом случае прозвище описывало внешность или поведение человека. Фамилия редкая, не входит в число распространённых, но её прозрачная этимология позволяет с уверенностью говорить о том, что предки носителя фамилии получили её за характерную внешнюю черту.