Село основано в 1696 году. На рубеже XVII—XVIII веков служилые татары, чуваши, мордва основали много сел в северной части Саратовской губернии: чуваши — Неверкино; татары-Могилки Кунчерово; мордва — Сарайкино, Рязайкино и др. В первой половине XVIII в. пришел сюда с верховьев Волги крестьянин, по национальности мордвин-эрзя Осан Василько и положил начало основанию Осановки. В 1867 году в Осановке построена церковь. Шли в Поволжье и «свободные» охочие люди (государственные крестьяне), оставшиеся почему-либо без земли, беглые крепостные крестьяне, которые были окончательно закрепощены уложением в 1649 г.
До заселения нашего села русскими, обитателями его были татары. Доказательством этому служили возвышенные насыпи или курганы, которые находили между Балтаем и мордовским селом Осановкой . Пришедшие крестьяне были великороссами, но название села оставалось татарское — Балтай. В татарском языке нет слова «балтай», а есть «балта», что в переводе на русский означает — топор. Краевед Дмитрий Алексеевич Козыченко по-иному объясняет название села, исходя из старо-славянского слова «балта» нижняя часть речной поймы, обычно заливаемой водой и не пересыхающей даже в межень. Окончание -ай Д. А. Козыченко относит к алтайско-русскому «ай» — речной формат. Следовательно, Балтай — низкая речная долина. Название входит в арсенал топонимов с начальным форматом «ба» («бал»), возможно, имеющим значение «рыба», так что гидроним «бал» можно толковать и как «рыбный ручей»
По другой версии название села Балтай предположительно произошло от татарского слова «балта»-топор . Случилось это из-за того, что когда-то на территории села в 12 −13 веках поселились татары, а по соседству русские и мордва. Между русскими и татарами постоянно происходили военные стычки, и однажды на «Божьей горе» (район теперешней больницы) произошло большое сражение. В том сражении по преданиям победили татары . Русские сражались топорами. После сражения татары своё оружие, доспехи и топоры русских отмывали в ручье, который назвали они Балта. От названия этого ручья и произошло название села.