Фамилия Калтуев — редкий пример, когда основа слова почти наверняка указывает на конкретное ремесло или промысел. Если отбросить типичный для русских фамилий суффикс -ев (указывающий на принадлежность: «чей?» — сын Калтуя), в центре оказывается слово «калтуй» или «калтус». В северных русских говорах, особенно в архангельских и вологодских, «калтус» — это топкое место, мочажина, болото с клюквой или морошкой. Человек мог получить прозвище Калтуй за то, что жил у такого болота, собирал там ягоды или, что вероятнее, промышлял добычу болотной руды — лимонита. На Русском Севере болотная руда была основой для кустарной выплавки железа, и «калтусники» (по аналогии с «болотниками») составляли целую прослойку ремесленников.

Модель образования здесь архаичная. Суффикс -уй в прозвищах встречается нечасто (сравните: Торгуй, Бурдуй) и обычно несёт оттенок действия или характерного признака. Калтуй — это не просто «человек с болота», а скорее «тот, кто связан с калтусом», активный деятель. Фамилия могла закрепиться в форме Калтуев, а не Калтусов, именно потому, что в основе лежало прозвище на -уй, а не фамилия на -ов от слова «калтус» (которая дала бы Калтусов).

Географически фамилия тяготеет к бассейну Северной Двины и Печоры. Встречается она в основном у поморов и выходцев из бывших Олонецкой, Вологодской и Архангельской губерний. В советских переписях Калтуевы фиксировались в Архангельской области и Коми. Дворянских родов с такой фамилией нет — это стопроцентно крестьянская или посадская среда, где прозвище давали по месту жительства или роду занятий, а не по имени предка.

Версия о связи с тюркским «калта» (мешок, кисет) или калмыцким «калту» (плохой) маловероятна: суффикс -ев в этом случае лишён смысла, а ареал фамилии чисто русский северный. Спор мог бы возникнуть, если бы фамилия была Калтунов (от «калтун» — яичко, деталь прялки), но в случае Калтуева болотная этимология остаётся основной и наиболее логичной.