Фамилия Колтакова — женская форма от Колтаков, а та, в свою очередь, образована от личного прозвища Колтак. Самая вероятная основа — диалектный глагол «колтыхать», который в русских говорах имел два значения: «ходить вперевалку, ковылять» и «много говорить, болтать, молоть языком». То есть прозвище могли дать либо человеку с характерной, шаткой походкой, либо тому, кого считали пустословом или говорливым. Внешняя примета и особенность поведения — два равноправных источника.

Менее распространённая версия выводит основу из тюркского qoituq — «лесть, льстивый». Если эта гипотеза верна, прозвище могло закрепиться за человеком угодливым, умеющим подольститься. Но на фоне обилия диалектных славянских глаголов с корнем «колт-» тюркская версия выглядит слабее: притягивать её без конкретной региональной привязки фамилии нет оснований.

По модели образования фамилия типична для центральной России: суффикс -ов присоединялся к прозвищам на твёрдый согласный. Ударение, скорее всего, падает на второй слог — Колтако́ва, хотя в некоторых говорах могли произносить и Колта́кова.

В отличие от фамилий с тем же корнем, но разными суффиксами — Колташёв, Колтыгин, Колтышев — форма Колтаков проще и древнее: она не содержит дополнительных уменьшительных или пренебрежительных элементов. Это указывает на то, что прозвище Колтак бытовало как самостоятельное, а не как производное от другого имени.