Фамилия Палтиева — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не профессия, а, скорее всего, иноязычное прозвище или топоним. Женская форма Палтиева указывает на то, что мужской вариант — Палтиев, а значит, фамилия образована с помощью патронимического суффикса -ев, который в русской традиции присоединяли к основам на мягкий согласный или на -й. Корень «Палтий-» здесь ключевой.

Самая вероятная версия — происхождение от прозвища Палтий, которое могло возникнуть из диалектного или заимствованного слова. В южнославянских языках, например в болгарском, «палтия» означает «пальто», «верхняя одежда». Прозвище Палтий могли дать портному, торговцу одеждой или человеку, который всегда носил нечто вроде плаща. Менее вероятно, но возможно, что основа восходит к географическому названию — например, к литовскому «palte» (болото, топь) или к фамилии Пальтис, которую русифицировали, заменив окончание -ис на -ий.

Вторая гипотеза — связь с греческим именем Палтий, которое встречается в святцах как редкая форма имени Палладий (от греч. «Паллада» — Афина). В таком случае фамилия Палтиев могла возникнуть в среде духовенства, где часто давали «календарные» фамилии по имени отца. Однако эта версия слабее, так как имя Палтий не было распространено на Руси, и фамилия на -ев от него встречается крайне редко.

С точки зрения географии, фамилия Палтиева не привязана к какому-то одному региону России. Она встречается единичными случаями в центральных областях, на юге и на Урале, что говорит о её позднем и случайном закреплении. Сословного статуса у неё, скорее всего, не было — это крестьянская или мещанская фамилия, возникшая в XIX веке при переписях. Её редкость делает её ценной для генеалогического поиска: носители, скорее всего, потомки одной небольшой семьи, где прозвище Палтий закрепилось как родовое имя.