Фамилия Вертинова — яркий пример того, как прозвище, данное за характер, превратилось в родовое имя. Её основа — глагол «вертеть», но не в смысле вращения, а в переносном, ироничном значении. Так на Руси называли непоседливого, вертлявого человека, который не мог усидеть на месте, или того, кто постоянно менял решения, «вертел» другими. В словаре Даля слово «верткий» означает «неустойчивый, непостоянный», а «вертун» — непоседа. Таким образом, первый носитель фамилии, скорее всего, получил прозвище Верти́н или Вертя́й за свою подвижность и неусидчивый нрав.

Модель образования проста и типична для русских фамилий: к основе мужского прозвища Вертин добавили притяжательный суффикс -ов, означающий «чей?» — сын Вертина. Фамилия Вертинова — женская форма от Вертинов. Интересно, что ударение падает на второй слог, что отличает её от возможных однокоренных фамилий, таких как Вертунов или Вертяев, где ударение могло смещаться на окончание. В ономастике этот суффикс считается «северным» и «центральным», что указывает на возможное происхождение фамилии из районов Московской, Владимирской или Ярославской губерний, где прозвища на -ун и -ин были особенно распространены.

В отличие от фамилий, образованных от церковных имён (Иванов, Петров), Вертинова — «мирская», то есть возникла в быту, вне церковной традиции. Это говорит о том, что предки носителей фамилии были людьми недуховного звания, скорее всего, крестьянами или посадскими. Прозвище могло закрепиться за целым родом: если в деревне жил «Вертин» и его дети, то односельчане звали их «Вертиновы», и со временем это стало фамилией.

Среди однокоренных фамилий — Вертихвостов (от более резкого прозвища), Вертипрах, Вертиголов. Но Вертинова стоит особняком: она короче и, вероятно, древнее, так как не содержит второго корня. Если сравнивать с фамилией Вертинский, то последняя — искусственная, «польского» типа, часто встречалась у семинаристов, в то время как Вертинова — исконно русская, народная.

Встретить фамилию Вертинова можно в разных уголках России, но её концентрация, по данным переписей, чуть выше в Поволжье и на Урале, что связано с миграцией крестьян в XVIII–XIX веках. В документах XVII века встречаются отдельные упоминания крестьян с прозвищем Вертин, но как фамилия она оформилась позже, к концу XIX века.