Фамилия Сартан почти наверняка произошла от прозвища, данного по названию населённого пункта. Речь о посёлке городского типа Сартана в Донецкой области Украины, который административно подчинён Ильичёвскому райсовету Мариуполя. Предок, получивший такую фамилию, скорее всего, родился в этом поселении или долго там жил, а затем перебрался в другое место — так за ним и закрепилось указание на родину.

Поселение основали в 1780 году, и его название имеет урумские корни. В переводе с урумского языка «Сартана» означает «жёлтый телёнок»: «сары» — жёлтый, «тана» — телёнок. Урумы — это тюркоязычные греки Приазовья, и этот перевод — не народная этимология, а прямое указание на язык, на котором говорили первые жители. Сама модель фамилии — чисто русская: прозвище Сартан (по названию места) плюс нулевой суффикс, что характерно для фамилий, образованных без дополнительного оформления, напрямую от прозвища. В отличие от более частых Сартановых или Сартанских, форма Сартан указывает на то, что прозвище закрепилось как фамилия целиком, без изменений.

История самой Сартаны добавляет фамилии объём. С 1825 года здесь стояла каменная церковь в честь великомученика Георгия, работало Мариупольское духовное училище. В 1935 году в посёлке основали фольклорный греческий ансамбль песни и танца «Сартанские самоцветы» — ведущий греческий коллектив Приазовья и Украины. Уже в 1936 году он занял первое место на Всесоюзном просмотре коллективов национальных меньшинств в Москве. А в 1959 году в Сартане организовали Мариупольскую государственную станцию по племенному делу и искусственному оплодотворению сельскохозяйственных животных. Эти детали важны не сами по себе, а как контекст: фамилия Сартан связывает её носителей с конкретным местом, где греческая культура Приазовья сохранялась и развивалась на протяжении двух с половиной веков.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Сартанов и Сартанский встречаются чаще, но именно форма Сартан — самая редкая и архаичная. Она могла закрепиться в двух случаях: либо когда прозвище дали первому носителю напрямую, без патронимического суффикса, либо когда фамилию записали в документах в усечённом виде. Второе менее вероятно, потому что в церковных и ревизских книгах XIX века такие сокращения не практиковали. Так что перед нами, скорее всего, пример прямой отантропонимической или оттопонимической фамилии, где прозвище не переоформили, а оставили как есть.