Фамилия Тарташев образована по одной из самых распространённых в русской ономастике моделей: основа на согласный плюс суффикс -ев. Здесь он присоединён к прозвищу или имени Тарташ. Вопрос в том, что стояло за этим словом.

Самая прямая и правдоподобная версия — связь с тюркским корнем тарт-. В языках Поволжья и Сибири этот глагол означает «тянуть», «тащить», «дергать». От него образовано множество прозвищ по действию или занятию. Тарташем могли назвать человека, который занимался перевозкой грузов, бурлачил, работал на бечеве, — то есть буквально «тянул» лодки или сани. В тюркских языках есть и слово «тартыш» — «тяга», «упряжка», что усиливает эту версию. Таким образом, предок носителя фамилии мог быть бурлаком, извозчиком или погонщиком.

Вторая версия, менее вероятная, но имеющая право на существование, — связь с диалектным русским словом «тартать», которое в некоторых говорах означало «говорить невнятно», «бормотать» или «тараторить». Прозвище Тарташ в этом случае закрепилось бы за человеком с быстрой или неразборчивой речью. Однако у этой гипотезы меньше оснований: слово «тартать» редкое, локальное, и производные от него фамилии почти не встречаются.

Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа Тарташ оканчивалась на мягкий или шипящий согласный — в данном случае на -ш. Такие фамилии типичны для южнорусских и восточных регионов, где чаще встречались тюркские заимствования. Географически фамилия Тарташев тяготеет к Заволжью, Приуралью и Сибири — именно там проходили основные торговые пути, требовавшие тягловой силы, и где контакты с тюркскими народами были повседневностью.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Тарташев стоит в одном ряду с Тартаковым, Тартановым и Тартышевым. Все они, скорее всего, восходят к одному и тому же корню со значением «тянуть», «волочить». Разница лишь в суффиксальном оформлении прозвища: где-то основа осталась в виде Тартак, где-то — Тартан. Тарташев — один из вариантов, закрепившийся в конкретной местности.

Сословная принадлежность первых носителей, скорее всего, была крестьянской или мещанской. Фамилия не княжеская и не дворянская — в родословных книгах она не встречается. Это типичная «ремесленная» или «прозвищная» фамилия, которая закрепилась за простыми людьми, чья жизнь была связана с физическим трудом и перемещением грузов.