Фамилия Сохолтуева — редкая, её корни уходят в бурятскую или калмыцкую языковую среду. В отличие от большинства русских фамилий, образованных от крестильных имён или профессий, эта фамилия происходит от тюрко-монгольского прозвища. Основа «сохол» или «сохор» в монгольских и бурятском языках означает «слепой», «подслеповатый» или, в переносном смысле, «недальновидный». Суффикс «-туй» (встречается также как «-тай», «-той») — это аффикс обладания, распространённый в монгольских языках. Он указывает на то, что человек обладает тем качеством, которое выражено корнем. Таким образом, «Сохолтуй» — это прозвище, которое можно перевести как «слеповатый», «тот, кто плохо видит».

Фамилия образована по русской модели с помощью суффикса «-ев», который добавляется к основе на мягкий согласный. В данном случае исходной формой стало имя или прозвище Сохолтуй, а его русифицированный вариант — Сохолтуев. Женская форма Сохолтуева закрепилась как фамилия по отцу. Мужская форма — Сохолтуев.

Вероятнее всего, предки носителей этой фамилии были бурятами или калмыками, которые в XVIII–XIX веках вошли в состав Российской империи и получили фамилии по отчеству или прозвищу. Фамилия сохраняет память о кочевом прошлом и бытовой наблюдательности: прозвища по физическим особенностям были типичны для всех народов, и монгольские племена не исключение. Прямых аналогов среди великорусских фамилий нет — это не «Слепцов» и не «Слепушкин», а совершенно самостоятельная ономастическая единица восточного происхождения.

Спорных версий у фамилии немного. Можно предположить, что корень «сохол» связан с названием птицы (сокол), но фонетика монгольских языков этого не подтверждает: «сокол» по-бурятски звучит как «шубуун» или «хурган шубуун». Версия с «соколом» — это народная этимология, она маловероятна. Географически фамилия Сохолтуева встречается в Забайкалье, Бурятии и среди калмыцких диаспор, что подтверждает её региональную привязку к ареалу монгольских языков.