Фамилия Колтунчиков — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано не с внешностью или характером человека, а с его ремеслом. Вопреки интуитивному желанию связать её с «колтуном» — свалявшимися волосами, — более убедительная версия отсылает к профессиональному прозвищу «Колтунчик».

В народных говорах «колтуном» называли не только спутанную шерсть или болезнь волос, но и инструмент для чесания льна или шерсти. Это был деревянный или железный гребень с частыми зубьями, которым «колтунили» — разбивали и выравнивали волокна перед прядением. Прозвище Колтунчик мог получить либо мастер, изготовлявший такие гребни, либо работник, который ими пользовался. Суффикс -чик в прозвище указывает на уменьшительность или принадлежность к ремеслу (ср. Барабанщик, Извозчик), а не на малый рост или молодость.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к прозвищу Колтунчик добавили патронимический суффикс -ов, означающий «сын Колтунчика». Таким образом, Колтунчиков — буквально «потомок человека, связанного с обработкой волокна». В пользу ремесленной версии говорит и то, что в русских фамилиях на -ов редко встречаются прозвища с суффиксом -чик от бытовых названий болезней: язык избегает таких сочетаний. Сравните: есть фамилия Колтунов (от «колтун» как болезнь), но Колтунчиков — явно другой ряд.

Однокоренные фамилии — Колтунов, Колтун, Колтунников — тоже существуют, но каждая с нюансом. Колтунчиков выделяется именно суффиксом -чик, который здесь, скорее всего, указывает на орудие труда, а не на человека с колтуном. Географически фамилия встречается очень редко, преимущественно в центральных и северных областях России, где было развито льноводство и домашнее ткачество. Если верить этой версии, предки носителей фамилии были не крестьянами-лентяями, а мастерами, чья работа требовала точности: без хорошего колтунчика хорошую пряжу не сделать.