Фамилия Голтыхов — редкая, и в её основе, скорее всего, лежит прозвище, а не крестильное имя. Первое, что бросается в глаза, — суффикс -ов, который указывает на отчество: Голтыхов буквально означал «сын Голтыха». Вопрос упирается в то, что такое «Голтых».

Самая правдоподобная версия связывает прозвище Голтых с диалектным словом «голтыхать» или «голтать» — глотать, жадно есть, хлебать. В говорах северных и центральных областей России так могли назвать прожорливого человека, который ест торопливо и много. Суффикс -ых в прозвищах часто образовывал прилагательные, указывающие на свойство: Голтых — «глотающий», «прожорливый». От этой основы и пошла фамилия.

Есть и другая, менее вероятная гипотеза: связь с тюркским словом «алты» — шесть. В таком случае Голтых могло быть искажённым прозвищем человека, имевшего отношение к числу «шесть» (например, шестой ребёнок в семье). Однако в русской ономастике тюркские заимствования чаще дают фамилии на -ев (Алтыев, Алтынбаев), а форма на -ых с тюркским корнем — редкость. Поэтому версия с «глотанием» надёжнее.

Географически фамилия Голтыхов почти не встречается в центральных областях России, но единичные случаи зафиксированы на Урале и в Сибири — в зонах позднего заселения, куда переселенцы приносили редкие прозвища. Это косвенно подтверждает, что фамилия могла возникнуть в северных или вятских землях, а затем уйти с мигрантами дальше.

В сословном отношении носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми. Дворянских родов с такой фамилией не известно. Прозвище Голтых, если оно действительно означало «прожорливый», могло закрепиться за человеком с характерной внешностью или манерой поведения — и осталось в роду как фамильное имя.