Фамилия Грунтваге — редкий случай, когда русская по форме фамилия имеет абсолютно прозрачное немецкое содержание. Она не переделана на славянский лад, а сохранила исходное написание и звучание, что сразу указывает на её носителей: это были выходцы из немецкоязычных земель, переселившиеся в Российскую империю.

В основе фамилии лежит сложное немецкое слово Grund + Wage. Первая часть, Grund, означает «земля», «почва», «основание» или «дно». Вторая часть, Wage, переводится как «весы». Таким образом, буквально Грунтваге — это «почвенные весы» или «весы для грунта». Скорее всего, это не фамилия-прозвище, а фамилия-профессия. Её давали человеку, который работал с такими весами: например, на соляных копях, в горном деле, на стройке или в порту, где нужно было взвешивать сыпучие грузы (руду, песок, уголь, соль) прямо на платформе, встроенной в землю. Такие весы называли грунтвагами. Человек, обслуживавший их, получал прозвище по инструменту.

Модель образования здесь — чисто немецкая, без русских суффиксов (-ов, -ин). Это так называемая «прозвищная» фамилия, застывшая в именительном падеже. В России такие фамилии чаще всего встречались у поволжских немцев, немецких колонистов, приглашённых Екатериной II, а также у остзейских немцев (из Прибалтики). Регионально фамилия Грунтваге тяготеет к бывшим немецким колониям на Волге (Саратовская, Самарская губернии) и к Санкт-Петербургу, куда приезжали мастера и инженеры.

В русском языке фамилия не склоняется по падежам (Грунтваге, Грунтваге, о Грунтваге), но в дореволюционных документах её могли записывать на слух иначе: Грунтваг, Грундваге или даже Грунтфаге, что отражает местные диалектные особенности произношения немецких переселенцев. В отличие от фамилий вроде Грунтов или Грунтовский, которые образованы от русского слова «грунт», Грунтваге сохранила точную немецкую конструкцию, и это её главная отличительная черта.