Фамилия Бытьева — женская форма фамилии Бытьев, а та, в свою очередь, образована от мужского прозвища или имени Бытей. Основа здесь — глагол «быть» или его древнерусские формы. В русской ономастике это довольно редкий случай, когда фамилия строится на столь фундаментальном, «бытийном» корне. Обычно такие основы давали фамилии в крестьянской или посадской среде, где прозвище могло закрепиться за человеком по какой-то характерной черте или обстоятельству.

Самая прямая версия: прозвище Бытей могли дать человеку, который часто произносил слово «быть» или, наоборот, сомневался в чём-то, отвечая «будет» или «быть может». Но более правдоподобно другое объяснение. В северных и сибирских говорах «бытей» — это бывалый, опытный человек, много повидавший на своём веку. Такое прозвище закреплялось за стариками или странниками, которые знали жизнь не понаслышке. Суффикс -ев в фамилии указывает на притяжательное значение: Бытьев — сын Бытея, то есть потомок такого бывалого человека.

Менее вероятная, но допустимая версия — связь с неканоническим именем Быть, которое могло быть сокращением от полного крестильного имени, например, от Бытия (редкая форма имени Виталий или от слова «бытие»). В старых переписных книгах встречаются единичные случаи записи людей как «Бытейко» — это уменьшительная форма, от которой и пошла фамилия.

Географически фамилия Бытьева тяготеет к центральным и северным областям России, но в целом остаётся редкой. Встречается она и на Урале, куда переселенцы принесли прозвищные фамилии. В отличие от фамилий на -ин (например, Бытин), форма на -ев говорит о том, что основа оканчивалась на согласный или й. Сравните: Бытьев — от Бытей, а Бытин — от Бытя (возможно, от «быть» в другом произношении). Таким образом, носительница фамилии Бытьева с большой долей вероятности происходит от предка, которого в деревне прозвали Бытеем за его опытность и житейскую мудрость.