Фамилия Ольтова — редкий пример, где окончание -а не указывает на женский род, а входит в основу. Это притяжательное прилагательное, образованное суффиксом -ов от прозвища или имени Ольт. Ударение, скорее всего, падает на первый слог: О́льтова.

Что такое Ольт? Самая прямая версия — это вариант крестильного имени Вольдемар (Владимир) в его западной или прибалтийской огласовке. В среде финно-угорских народов, а также в псковских и новгородских говорах, где контакт с немецким и прибалтийским населением был плотным, имя Владимир могло звучать как Олт, Ольт. Отсюда Ольтов — «сын Ольта». Подтверждение находим у Б. Унбегауна, который отмечает, что фамилии на -ов от неканонических и заимствованных имён особенно часты на северо-западе России.

Вторая, менее вероятная версия — от прозвища Ольт из диалектного «ольт» (плотный, твёрдый, а в некоторых говорах — упрямый). Тогда фамилия указывала бы на характер предка. Но для прозвищной версии слишком редкая основа: слово практически не фиксируется как самостоятельное нарицательное.

Географически фамилия тяготеет к Псковской области и югу Ленинградской, а также к Карелии. Встречается в единичных записях среди старообрядцев Причудья. Социальный состав — крестьянство и мещанство, никакой аристократии. Сравните с однокоренными Ольтов, Ольтев — все они, скорее всего, восходят к одному корню, но Ольтова сохранила архаичную форму, где -а не отбрасывается.

Спорных версий немного: связывать с латинским altus (высокий) или немецким alt (старый) лингвистически некорректно — русская фамилия не образуется суффиксом -ов от прямого заимствования без адаптации. Такие гипотезы не выдерживают проверки ономастикой.