Фамилия Жолтаев, как и многие русские фамилии, образовалась от личного прозвища — Жолтай. В её основе лежит прилагательное «жёлтый». Тут же возникает вопрос: что именно могло означать такое прозвище для предка? Вариантов, как обычно, несколько, и все они укладываются в логику бытового именования на Руси.

Первый и самый прямой смысл — внешность. Жолтаем могли прозвать человека со светлыми, «соломенными» волосами, то есть светло-русого. Цвет кожи тут тоже возможен, но вряд ли был определяющим признаком — скорее, речь шла именно об оттенке волос, который бросался в глаза.

Вторая версия — ремесленная. Прозвище Жолтай мог получить человек, связанный с окрашиванием тканей или бумаги. В старину красильщики, работавшие с растительными пигментами, часто получали прозвища по цвету, с которым имели дело. Такой «профессиональный» след в фамилии — дело обычное: красильщик, бондарь, кузнец — ремесло легко переходило в родовое имя.

Третья версия сложнее и интереснее. Она отсылает к названию болезни — желтухе, при которой кожа и слизистые желтеют. В народе верили, что если назвать ребёнка «плохим» именем (Жолтай, то есть «жёлтый, больной»), то злые духи не позарятся на него и не нашлют настоящую хворь. Это так называемая охранительная магия: родители давали прозвище-оберег, надеясь, что мальчик вырастет здоровым, несмотря на «больное» имя. Из двух бытовых версий эта кажется историкам ономастики более правдоподобной, потому что прозвища-обереги были широко распространены в крестьянской среде.

Что касается формы фамилии: суффикс -ев указывает на принадлежность — «чей?» — «сын Жолтая». В русском языке фамилии на -ев образуются от основ, оканчивающихся на мягкий согласный или й (в данном случае Жолтай → Жолтаев). Это стандартная патронимическая модель, самая распространённая в центральной России.

Географически фамилия Жолтаев редкая и, вероятно, имеет локальное происхождение — например, могла закрепиться в одном или нескольких соседних сёлах. Никакой массовой миграции или известных дворянских родов с этой фамилией не зафиксировано.