Фамилия Калтаева притягивает внимание суффиксом -ев, который в русской модели обычно указывает на принадлежность: «чей?» — Калтаев, то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Калтай. Основа «Калтай» — тюркского происхождения, и здесь открывается пространство для версий.

Самая прямая гипотеза связывает Калтая с тюркским словом «калта» — «мешок, сумка, кошель». В таком случае прозвище Калтай мог получить человек, носивший характерную сумку, торговавший ими или имевший какую-то бытовую особенность, связанную с этим предметом. Однако в тюркской ономастике основа «калта» встречается и в личных именах, иногда с уменьшительным аффиксом -ай, что делает Калтая вариантом имени с пожелательным значением — например, «крепкий, как мешок» (в переносном смысле — запасливый, основательный).

Нельзя исключать и казахскую или башкирскую версию, где «калта» означает «короткий», «куцый». Тогда прозвище могло указывать на невысокий рост человека или на короткую одежду. Встречается в этих языках и слово «калтай» — «заяц», что даёт ещё один, хотя и менее вероятный, вариант: прозвище по повадкам или внешности, напоминающей зайца.

Географически фамилия Калтаева наиболее распространена в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях — регионах, где веками жили тюркские народы. Это подсказывает, что предки носителей фамилии были, скорее всего, татарами или башкирами, принявшими русскую модель фамилии путём прибавления суффикса -ев к своему родовому имени. Фамилия не дворянская и не старинная боярская — она сложилась в крестьянской и мещанской среде, вероятно, не ранее XVII–XVIII веков, когда у тюркских народов начали массово закрепляться фамилии по русскому образцу.

В написании обращает на себя внимание окончание -аева, а не -оева, что типично для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или на -й. Это ещё раз подтверждает, что исходное имя или прозвище звучало именно как Калтай.