Фамилия Бугатов образована от прозвища или нецерковного имени Бугат. В южных и центральных говорах (особенно в воронежских, тамбовских, рязанских) «бугаем» называли быка-производителя. Прозвище Бугат — скорее всего, вариант с уменьшительным суффиксальным оформлением: не просто «бугай», а «бугат» — молодой бычок, либо человек, которого так дразнили за крепость, упрямство или грубоватый нрав. Суффикс -ат- характерен для прозвищ, описывающих внешность или характер («бородат», «горбат»), поэтому Бугат — это «тот, кто похож на бугая» или «обладающий чертами бугая».

Фамилия оформлена по типичной русской модели: к основе Бугат- добавлен патронимический суффикс -ов, означающий «сын Бугата» или «из семьи Бугата». В отличие от фамилий на -ин, которые чаще образуются от основ на -а/-я, суффикс -ов здесь указывает на мужскую основу, что и дало форму Бугатов.

Встречается фамилия преимущественно в южнорусских регионах — в Воронежской, Ростовской, Волгоградской областях. Можно предположить, что предки носителей фамилии были крестьянами или казаками: прозвища от названий домашних животных в крестьянской среде были обычным делом. По данным переписей XIX века, фамилия фиксируется в документах как Бугатовы, без вариантов написания, что говорит о её относительной устойчивости.

Спорных версий происхождения практически нет. Редко встречающееся предположение о связи с тюркским корнем (например, «буга» — бык в тюркских языках) несостоятельно, потому что слово «бугай» исконно славянское, зафиксировано в древнерусских памятниках. Поэтому основная и единственно правдоподобная версия — от русского прозвища Бугат, связанного с домашним скотом и крестьянским бытом.