Фамилия Пихтарева — женская форма фамилии Пихтарев, и её происхождение напрямую связано с русским словом «пихтарь». Так в некоторых говорах называли не просто дерево, а целое место: пихтовый лес, пихтовую рощу или чащу. Человек, живший рядом с таким лесом или в нём, легко получал прозвище Пихтарь — по тому же принципу, что Березняк, Осинник или Дубняк. Фамилия образована по стандартной модели: прозвище на -арь (обозначавшее характерный признак местности) плюс типичный русский суффикс принадлежности -ев. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Пихта́рева.

Менее вероятная, но возможная версия связывает основу с диалектным глаголом «пихтарить» — так в некоторых областях говорили о суетливом, хлопотливом человеке, который «пихается», суетится без толку. В этом случае прозвище Пихтарь могло закрепиться за беспокойным, непоседливым крестьянином. Однако географическая привязка к северным и уральским говорам (где пихта — распространённая порода) делает первую версию более убедительной.

Суффикс -ев указывает на то, что фамилия принадлежит к патронимическому типу, но не по отцу, а по прозвищу главы семьи: Пихтарев — сын Пихтаря. Встречается она преимущественно в тех регионах, где пихта образует леса: в Архангельской, Вологодской, Кировской областях, а также на Урале и в Сибири. В этих местах прозвище Пихтарь было вполне конкретным и понятным — лесной человек, житель пихтового бора.

С точки зрения словообразования, фамилия интересна тем, что основа на -арь в русских фамилиях встречается реже, чем на -ак или -ун. Это придаёт ей оттенок локальной, диалектной лексики. Однокоренные фамилии — Пихтин, Пихтовников, Пихуля — образованы от других производных того же корня, но Пихтарев стоит особняком, прямо указывая на лесное урочище.

В дореволюционных метрических книгах эта фамилия фиксируется с XVIII века, преимущественно среди государственных крестьян и однодворцев. Дворянских родов с такой фамилией не известно — она осталась в крестьянской и мещанской среде. Сегодня Пихтарева — нечастая, но устойчивая фамилия, сохранившая связь с ландшафтом и бытом русского Севера.