Фамилия Вольтмарова — женская форма, а её мужской вариант Вольтмаров — редкая русская фамилия, которая почти наверняка имеет не русское, а немецкое или еврейское происхождение. В отличие от большинства крестьянских фамилий, образованных от прозвищ или профессий, основа здесь — готовая немецкая фамилия или составное слово.

Разберём корень. «Вольт» (Volt) — это либо единица измерения напряжения, названная в честь физика Алессандро Вольта, либо, что для фамилии правдоподобнее, сокращение от немецкого имени Вольфганг или Вольдемар. Второй элемент «-мар» (Mar) восходит к древневерхненемецкому «mari» — «знаменитый, славный». Таким образом, исходная немецкая фамилия Вольтмар (Woltmar) могла означать «знаменитый властью» или быть вариантом имени Вольдемар («знаменитый правитель»).

Суффикс «-ов» в русской огласовке указывает на то, что фамилию адаптировали уже на русской почве: к немецкой основе прибавили типичный русский патронимический суффикс. Это часто происходило с выходцами из немецких колоний, обрусевшими немцами или евреями, которые получили фамилию при записи в ревизские сказки. Фамилия Вольтмаров, скорее всего, не крестьянская и не дворянская, а мещанская или купеческая — её носители могли быть специалистами, приглашёнными в Россию в XVIII–XIX веках: инженерами, аптекарями, мастерами.

Географически фамилия встречается в Поволжье (где были немецкие колонии) и в крупных городах, куда переселялись обрусевшие немцы. В современной России она крайне редка. Если сравнивать с однокоренными, то есть фамилия Вольтмер (с другим окончанием) и фамилия Вольтман (где вторая часть — «человек»). Вольтмарова стоит особняком: она сохранила архаичную полную форму немецкого имени, а не профессию или прозвище.