Фамилия Колтырева образована от прозвища Колтырь. В его основе лежит областное слово «колотыря» — так в старину называли драчуна, буяна, вздорного и сварливого человека. Однако в вологодских говорах у слова было и другое значение: десятский, нарядчик, то есть крестьянин, который стучит под окном, вызывая на работу или выколачивая подати. Кроме того, колотырным промыслом называли кулачество или мелкую торговлю по базарам, а колотырной жизнью — бедную и нудную. Таким образом, фамилия могла указывать на характер предка, его род занятий или социальное положение.

Менее вероятна версия, связывающая прозвище с диалектным глаголом «колтышить» — «мотаться, качаться, болтаться». В этом случае Колтырем могли прозвать любителя праздного образа жизни.

Прозвище и фамилия довольно древние. В труде С. Б. Веселовского упоминаются: Иван Михайлович Колтыря Раков, дьяк (1532 год, Псков); Богдан Колтырин, земский дьячок (1636 год, Устюг). Со временем прозвище Колтырь закрепилось за человеком как основное именование и легло в основу фамилии Колтырева. Потомок человека с таким прозвищем и получил эту фамилию.