Фамилия Бутумина — женская форма, а её мужской вариант, Бутумин, в русской ономастике встречается нечасто. Сразу бросается в глаза нестандартный суффикс: не привычные -ов или -ин, а -ин, но присоединённый к основе, которая звучит как географическое название. Это первый намёк на то, что фамилия могла возникнуть не от прозвища или имени, а от названия места.

Самая прямая и правдоподобная версия связывает Бутумина с топонимом Бутуми — так раньше называли грузинский город Батуми. В XIX веке, особенно после присоединения Кавказа к Российской империи, фамилии по названиям городов и местностей были распространены среди духовенства. Семинаристам, выходцам из простых семей, часто давали «географические» фамилии при поступлении в училище: по месту рождения или службы отца. Человек, родившийся в Бутуми или имевший к нему отношение, мог получить фамилию Бутумин. Суффикс -ин в этом случае работает как стандартный русский патронимический или посессивный: «из Бутуми», «бутумский».

Есть и более редкая, бытовая версия. В русских говорах слово «бутуз» означает крепыша, толстяка, а «бутунья» — полную, низкорослую женщину. Однако слово «бутум» в таком значении не зафиксировано. Тем не менее, можно допустить, что в местных диалектах существовало прозвище Бутума (например, от «бутуз» с изменением конечного согласного), от которого и пошла фамилия. Но эта гипотеза слабее: топонимическая версия объясняет и необычную основу, и суффикс, и редкость фамилии.

Таким образом, скорее всего, предок носительницы фамилии Бутумина был либо уроженцем черноморского побережья Кавказа, либо, что вероятнее, выпускником духовной семинарии, которому дали фамилию по месту его происхождения. Сословно это мог быть священнослужитель или выходец из мещан. Встречаемость фамилии крайне низкая, что подтверждает её искусственное или локальное происхождение.