Фамилия Калтунова образована по одной из самых распространённых моделей в русской ономастике — с помощью суффикса -ов, который со временем приобрёл женское окончание -а. В основе фамилии лежит прозвище Калтун. Вопрос в том, что оно означало.

Самая прямая и правдоподобная версия отсылает к диалектному слову «калтун». В говорах Русского Севера, особенно в архангельских и вологодских, калтуном называли болотистое, топкое место, иногда — кочку или моховую подушку на болоте. Человек мог получить такое прозвище по месту жительства: «живущий у калтуна», то есть у болота. Либо прозвище давали за внешность или походку — неуклюжий, грузный, словно с трудом вытягивающий ноги из трясины. Северное происхождение фамилии подтверждается и тем, что в писцовых книгах XVII века встречаются крестьяне с прозвищем Калтун именно в Заонежье и на Двине.

Вторая версия, менее вероятная, связывает фамилию с тюркским корнем «калтын» (остаток, остающийся), но для фамилии, оканчивающейся на -ов, это нетипично — такие заимствования обычно не получали прозвищного переосмысления в русской среде. Возможно, в отдельных случаях фамилия могла возникнуть от искажённого «колтун» (спутанные волосы), но это спорно: в старых записях «колтун» и «калтун» чётко различались.

Таким образом, носитель фамилии Калтунова, скорее всего, ведёт род от крестьянина или посадского человека из северных русских земель, чьим прозвищем стало название болотистой местности. Фамилия редкая и сохранила диалектный оттенок, который в современном литературном языке почти стёрся.