Фамилия Полтавтцев — не самостоятельная основа, а фонетический вариант более распространённой фамилии Полтавцев. Обе восходят к прозвищу Полтавец, которое давали выходцу из города Полтавы. Так что если ваши предки носили эту фамилию, их корни, скорее всего, уходят на украинские земли.

Разберём цепочку по шагам. Прозвище Полтавец образовано от топонима Полтава. Сам город впервые упоминается как Лтава в 1173 году в «Слове о полку Игореве». Название это не славянское по происхождению: его связывают с литовским нарицательным liutynas — «болото, грязь, топь», либо с литовским же lutynas — «место, где много родников, источников; болото». Компонент «по-» в названии города — это предлог, указывающий на положение селения относительно местности Лтава, то есть «селение по реке Лтаве» или «при Лтаве».

Историческая география Полтавы объясняет, почему прозвище было распространено. До 1569 года город входил в состав Великого княжества Литовского, затем перешёл к Польше, а с 1667 года — в состав Российской империи. Выходцы из этих земель, переселяясь в великорусские губернии, приносили с собой прозвище Полтавец. Оно закреплялось за человеком как наиболее употребительное именование и со временем легло в основу фамилии.

Суффикс -ев в фамилии Полтавцев — стандартный патронимический, указывающий на принадлежность потомку: сын Полтавца. А вот форма Полтавтцев с лишним «т» — результат чисто фонетического процесса. При быстром произношении сочетание «ц» и «в» в суффиксе -цев нередко упрощалось или, наоборот, обрастало вставным согласным «т», который облегчал произношение. Такой вариант могли записать в церковной книге или при переписи, и он закрепился за семьёй. Подобные искажения встречаются часто: писарь фиксировал фамилию на слух, а не по документам.

Таким образом, потомок человека с прозвищем Полтавец со временем получил фамилию Полтавтцев. Это не отдельная династия, а ответвление общего родового древа, где исходной точкой служит один и тот же географический корень — полтавская земля.