Фамилия Унтанов — редкий случай, когда за русским фамильным суффиксом -ов почти наверняка стоит не славянский, а тюркский корень. Суффикс -ов указывает на стандартную модель русской фамилии: «чей?» — Унтанов, то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Унтан. Сама основа Унтан в славянских языках не встречается и не имеет внятной этимологии. Её логичнее всего возводить к тюркскому слову «унт» — в ряде тюркских наречий оно означает «мука» или «толокно». В таком случае прозвище Унтан могли дать человеку, связанному с обработкой зерна: мельнику, торговцу мукой или тому, кто постоянно возился с мучной пылью. По другой версии, основа восходит к тюркскому личному имени Унтан, которое могло быть производным от «ун» (десять) или от «он» (десять, правый, истинный), но эта гипотеза менее убедительна, так как прямых антропонимических параллелей в известных тюркских именословах почти нет.

География фамилии подтверждает её восточное происхождение. Унтановы встречаются в основном в Поволжье, на Урале и в Западной Сибири — в регионах, где веками соседствовали русские, татары, башкиры и другие тюркские народы. Скорее всего, фамилия возникла в среде крещёных татар или башкир, у которых при переходе в православие закрепилась русская модель фамилии на -ов. В пользу этой версии говорит и то, что в татарской среде прозвище Унтан (от «ун» — мука) было бы естественным для человека, работающего с зерном.

В русских говорах слова «унтан» нет, поэтому версия о чисто славянском происхождении фамилии маловероятна. Иногда Унтановых путают с фамилией Онтанов (от имени Антон), но разница в корне принципиальная: «Онтан» — это народная форма крестильного имени, а «Унтан» — тюркская основа с другим гласным. Если бы фамилия происходила от Антона, мы бы видели формы Онтанов или Антанов, но не Унтанов. Таким образом, наиболее правдоподобное объяснение: предок носителя фамилии Унтанов получил прозвище от тюркского «унт» — мука, и был мельником или торговцем зерном, а фамилия закрепилась в русской форме на -ов в среде крещёных тюркских народов.