Фамилия Быртова — женская форма фамилии Быртов, и её разбор стоит начать с основы «Бырт-». Эта основа неочевидна на первый взгляд, но поддаётся анализу через несколько версий, ни одна из которых не является однозначно доказанной. Это делает фамилию особенно интересной для этимолога.

Самая вероятная версия связывает корень с диалектным словом «быртать» или «бырт». В некоторых южнорусских и украинских говорах «быртать» означало «ворочать, переворачивать, мешать». Отсюда «бырто́к» — человек, который ворошит сено или зерно, либо просто непоседа, вертлявый. В этом случае фамилия Быртов (а затем и Быртова) — отчество от прозвища Бырток, которое дали непоседливому или занятому определённой работой человеку.

Вторая версия, менее распространённая, отсылает к тюркским корням. В башкирском и татарском языках есть слово «бырт» (или «быртык») — «острый, колкий», или же «бырт» как звукоподражание резкому движению, рывку. Фамилия могла возникнуть на стыке русских и тюркских народов, например, в Оренбуржье или Поволжье, где такие прозвища были нередки. Тогда предок Быртовых мог получить прозвище за резкий характер или колкие замечания.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: Быртов — сын Бырта (или Быртока). Фамилия редкая, в современных списках встречается в основном на Урале и в Западной Сибири, что косвенно подтверждает её диалектное или тюркское происхождение — именно в этих регионах активно смешивались славянские и местные языки.

Однокоренных фамилий немного: Бырдин, Бырков. Быртова стоит особняком из-за редкого звукосочетания «ырт» в основе, которое сразу выделяет её среди типичных русских фамилий. Правописание устойчиво: через «ы», без вариантов вроде «Биртова» — это дополнительный аргумент в пользу диалектного, а не литературного источника.