Фамилия Сотволдиев — редкая и географически привязанная. Её основа — тюркское мужское имя Сотволди, которое в свою очередь восходит к словосочетанию «сот вольди» — «продавший молоко». Это не прозвище торговца, а имя-оберег, типичное для тюркской традиции Средней Азии. Родители давали такое имя, чтобы «обмануть» злых духов: считалось, что если назвать ребёнка чем-то незначительным или даже унизительным (например, «проданный за молоко»), то он вырастет здоровым и счастливым, потому что злые силы не позарятся на такого ребёнка.

Фамилия образована по русской модели: к тюркскому имени Сотволди добавили патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягкой основы). Такую схему массово применяли при оформлении документов в XIX — начале XX века для нерусских народов Российской империи, особенно в Туркестане. Поэтому носители фамилии почти наверняка происходят из Средней Азии — из Узбекистана, Таджикистана или южных областей Казахстана, где исторически жили оседлые тюркские и ираноязычные группы.

Суффикс -ев указывает на отчество: «сын Сотволди». В отличие от русских фамилий на -ов, которые часто застывали в форме прозвища, здесь прозрачно читается родовая связь с конкретным предком. Двойная основа — «сот» (молоко) и «вольди» (продал) — редка даже для тюркского именослова. Она встречается в основном у узбеков и таджиков, но не у казахов или киргизов, где преобладают другие модели имён-оберегов.

В русском языке фамилия не склоняется по падежам в мужском роде (Иван Сотволдиев, Петра Сотволдиева), а в женском остаётся неизменной: Мария Сотволдиев. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: СотвОлдиев, хотя в устной речи возможны варианты под влиянием местных говоров. Других версий происхождения, кроме тюркской, у этой фамилии нет: славянских или иранских корней в основе не прослеживается.