Фамилия Унтервальд — редкий для России случай, когда немецкая фамилия прижилась в русской среде почти без изменений. Её основа — два корня: unter (под, ниже) и Wald (лес). В буквальном переводе — «подлесье» или «нижний лес». В немецкой топонимике так называли поселения у подножия лесистого холма или в низине, окружённой лесом. Скорее всего, первый носитель фамилии получил её по месту жительства: жил в деревне Унтервальд или на хуторе с таким названием.

В отличие от большинства русских фамилий, Унтервальд не имеет суффикса -ов, -ев или -ин. Это указывает на то, что фамилия сложилась в немецкой языковой среде и попала в Россию уже готовой, скорее всего, с переселенцами. В XVIII–XIX веках в Россию приезжали немецкие колонисты — ремесленники, врачи, аптекари, учителя. Многие из них оседали в городах или в Поволжье, но фамилия Унтервальд встречается и в дворянских родословных книгах, что говорит о возможном офицерском или чиновничьем происхождении предка.

В русском языке фамилия склоняется по образцу существительных мужского рода на твёрдый согласный: Унтервальда, Унтервальду. Женский вариант — Унтервальд — не склоняется. Встречаются варианты написания с одной «т» (Унтервальд) и с двумя (Унтервальдт), но второй вариант — более точная передача немецкого Unterwaldt, где -dt указывает на старую орфографию.

С точки зрения социальной истории, фамилия Унтервальд — маркер немецкого происхождения, но не обязательно знатного. Среди носителей могли быть как лесничие, жившие при лесном участке, так и крестьяне, чья деревня называлась «Нижний лес». В России фамилия встречается крайне редко, преимущественно в городах с историческими немецкими общинами — Санкт-Петербург, Москва, Саратов.