Фамилия Колтовая — женская форма от мужской фамилии Колтовой, и её происхождение напрямую связано с прозвищем родоначальника. Само прозвище Колтовой имеет несколько версий толкования, и ни одна из них не выглядит натянутой.

Наиболее вероятная и конкретная версия отсылает к древнерусскому украшению — колту. Так называли металлические подвески, которые в XI–XIII веках женщины крепили к головному убору. Колты были распространённым и ценным аксессуаром, часто покрытым чернью, сканью или эмалью. Если предок получил прозвище Колтовой, он мог быть ювелиром, изготавливавшим эти подвески, либо купцом, торговавшим ими. Эта версия привязывает фамилию к конкретному ремеслу, что типично для русских прозвищных фамилий.

Вторая версия опирается на древнерусский глагол «колтать», у которого было два значения. Первое — «говорить, сказывать». В этом случае прозвище мог получить искусный рассказчик или сказитель, которого ценили за умение увлекательно повествовать о былом. Второе значение — «хромать» — указывает на особенность походки. Оба варианта возможны, но стоит заметить, что глагол «колтать» в значении «хромать» фиксируется в северных говорах, что перекликается с географией фамилии.

Фамилия действительно имеет северный след. В Книге памяти Архангельской области записан бакенщик Колтовой Василий Яковлевич, родившийся в 1892 году в деревне Шеинская Холмогорского района. Бакенщик — человек, обслуживающий речные знаки и бакены, — профессия, распространённая на Севере. Эта запись подтверждает, что фамилия бытовала в Поморье и была закреплена за конкретным родом.

В словообразовательном плане фамилия Колтовой (и производная Колтовая) следует модели отчества от прозвища, оканчивающегося на -ой. Такие фамилии характерны для южнорусских и донских говоров, но в данном случае, судя по документам, она закрепилась и на Русском Севере. Это редкий случай, когда региональная привязка не совпадает с типичным ареалом суффиксальной модели.