Фамилия Долташева — женская форма мужской фамилии Долташев. Её основа, скорее всего, тюркского происхождения, что указывает на южные или восточные корни рода. В русской ономастике фамилии на -шев обычно возникали от прозвищ, образованных от глаголов или имён с тюркским корнем.

Наиболее правдоподобная версия связывает фамилию с тюркским словом «долта» или «долтай» — в ряде тюркских языков (татарском, башкирском, казахском) это означает «остановись», «стой» или «полный, сытый». Прозвище Долтай могли дать либо медлительному, основательному человеку, либо, наоборот, тому, кто часто останавливался в пути, либо — в переносном смысле — человеку, который «насытился» жизнью, довольному. Суффикс -ш- в фамилии (Долташ-ев) характерен для тюркских прозвищ, адаптированных русскими суффиксами: первоначально прозвище звучало как Долташ, а затем к нему добавили русский патронимический суффикс -ев.

Менее вероятна, но возможна связь с калмыцким именем Долта (от «долан» — семь), которое давали седьмому ребёнку в семье. Однако форма Долташев указывает скорее на прозвищную, а не на именную основу.

Географически фамилия Долташев встречается в основном в Поволжье и на Южном Урале — в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области. Это косвенно подтверждает тюркскую версию: предки носителей фамилии могли быть татарами, башкирами или чувашами, перешедшими в православие и получившими русскую фамилию по прозвищу.

С точки зрения словообразовательной модели, фамилия Долташева — типичный пример фамилии, где тюркская основа «переоформлена» русским суффиксом -ев. В отличие от фамилий на -ов, которые чаще образуются от имён на твёрдый согласный, суффикс -ев здесь указывает на мягкую или шипящую основу (Долташ). Таким образом, фамилия стоит в одном ряду с такими, как Алташев, Булгашев, Культешев — все они фиксируют тюркские прозвища, обрусевшие в XVI–XVIII веках.

Точных данных о сословной принадлежности предков нет, но по распространённости фамилии в сельской местности можно предположить, что носители Долташевых были крестьянами или казаками, а не дворянами. В ревизских сказках XIX века такая фамилия не значится среди столбовых дворянских родов.