Фамилия Колтушин образована по одной из самых распространённых в русском языке моделей — с суффиксом -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — Колтушин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Колтуш. Основа здесь — слово «колтуш», диалектный вариант «колтун».

В народной речи колтуном называли спутанные, сбившиеся в войлок волосы. У этого состояния была не только бытовая, но и медицинская подоплёка: в XIX веке колтун (plica polonica) считался болезнью, распространённой в некоторых регионах Польши, Беларуси, Украины и западных губерниях России. Человека с таким недугом или просто с нечёсаными, свалявшимися волосами вполне могли прозвать Колтушом. Однако не стоит думать, что прозвище обязательно несло негативный оттенок — в крестьянской среде его часто давали по самой заметной внешней черте, без злого умысла.

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с географическим названием. В России есть несколько небольших речек с названием Колтуш (например, в Ленинградской области — приток Невы, откуда пошло название Колтуши). В таком случае Колтушин мог получить фамилию по месту жительства или выхода — «из Колтушей». Но эта версия упирается в то, что топоним Колтуш сам, скорее всего, происходит от того же «колтуна» — так могли назвать извилистую, «спутанную» речку.

По суффиксу -ин можно сказать, что фамилия сформировалась на востоке или севере русских земель, где эта модель преобладала над -ов/-ев. В южных и западных регионах чаще встречается вариант Колтунов, образованный от той же основы, но с другим патронимическим суффиксом. Обе фамилии — Колтушин и Колтунов — однокоренные, и их носители в прошлом могли происходить из одного рода, разошедшегося по разным говорам.

Таким образом, предок современных Колтушиных, скорее всего, носил прозвище Колтуш — либо из-за особенности внешности (спутанные волосы), либо, что реже, по названию местности, где жил. Фамилия недворянская, крестьянская или мещанская, что типично для русских прозвищных фамилий на -ин.