Фамилия Рыболтова — женская форма, а мужская, Рыболтов, образована от прозвища или мирского имени Рыболт. Слово «рыболт» в русских говорах — не просто рыбак, а скорее неумелый или неудачливый ловец, тот, кто «болтает» удочкой без толку. Встречается и значение «баламут, пустомеля» — человек, который говорит вздор, «болтает языком», как рыба хвостом. Таким образом, прозвище могло относиться и к роду занятий, и к характеру.

С точки зрения словообразования модель проста: основа Рыболт- плюс суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей сын?» — Рыболтов). Суффикс -ов — один из самых распространённых в русских фамилиях, он закрепился за потомками людей, носивших прозвища на -а, -о, твёрдый согласный. Фамилия недвусмысленно говорит, что предок нынешних Рыболтовых был известен в своей общине как Рыболт.

Географически фамилия редкая, сконцентрирована преимущественно в северных и центральных областях России, особенно в Вологодской и Архангельской губерниях. Там, где рыболовство было основным промыслом, подобные прозвища возникали легко и быстро закреплялись. Встречаются также варианты написания — Рыболтов, Рыболтова, но без чередования корня.

Ономастические словари (например, работы Б. Унбегауна по русским фамилиям) относят Рыболтова к группе «профессионально-характерологических» прозвищ, где на первом плане не столько ремесло, сколько оценка человека общиной. В этом её отличие от фамилий вроде Рыбакова или Рыбникова — там основа нейтральна, а здесь явно с оттенком иронии или неодобрения.