Фамилия Вельтман — одна из тех, что напрямую переносит в немецкую языковую среду. Её основа — сложное слово, составленное из двух корней: средневерхненемецкого wërlt (современное Welt — «мир, свет») и man — «человек». Буквально Вельтман — это «светский человек», «человек мира». В старом немецком языке это слово имело два оттенка: оно могло описывать человека, умудрённого жизненным опытом, либо того, кто принадлежит к светскому обществу, в отличие от духовного сословия.

Прозвище Вельтман могли дать предку, который по роду занятий или поведению выделялся на фоне окружающих. Например, он мог подражать манерам городских светских людей, носить одежду не по крестьянскому обычаю или часто бывать в поездках, «в людях». Второй вариант — прозвище закреплялось за человеком, который слыл бывалым, много повидавшим, знающим жизнь.

Фамилия образовалась без типичных русских суффиксов — -ов, -ин или -ский. Она сохранила исходную немецкую форму на -ман, что указывает на относительно позднее закрепление фамилии в русском быту, скорее всего, в XVIII–XIX веках, когда в Россию переселялись немецкие колонисты, ремесленники, учёные и военные. Встречается она и среди обрусевших немцев, и в среде русского дворянства, где немецкие корни не были редкостью.

Самая известная фигура с этой фамилией — Александр Вельтман, русский писатель, историк и археограф первой половины XIX века, автор романов «Странник», «Светославич, вражий питомец». Его фамилия — прямое подтверждение описанного значения: человек, много странствовавший и знающий мир.