Фамилия Бархатова образована от прозвища Бархат. В основе лежит нарицательное «бархат» — ткань с густым коротким ворсом. Традиция давать прозвища по названиям дорогих тканей существовала в разных сословиях, но чаще всего такое прозвище было связано с профессией. Бархатом могли назвать торговца бархатом, работника на фабрике по его производству: размотчика, варильщика, красильщика или мотальщика.

Однако более вероятно, что прозвище Бархат давали за характер — ласковому, мягкому в общении человеку, отсюда и сравнение с ворсистой тканью. Прямое значение слова допускает и такой вариант: в народной речи «бархат» — это ещё и сплавное судно длиной до 20 саженей и шириной до 5. Значит, прозвище мог получить хозяин или работник такого судна. Обе версии ведут к одному итогу: потомка человека по прозвищу Бархат стали называть Бархатовым.

Фамилия относится к самой распространённой в русском языке модели на -ов, то есть указывает на принадлежность: «чей?» — Бархатов, сын Бархата. По суффиксу видно, что фамилия формировалась в среде, где не было характерных для знати суффиксов -ский или -ин, — скорее всего, в крестьянской или купеческой среде. Встречается фамилия в разных регионах, но заметно чаще в Поволжье и на Урале, где бархатное производство и речное судоходство были развиты исторически.