Фамилия Бурнатова — женская форма фамилии Бурнатов, и её происхождение, скорее всего, связано с прозвищем или личным именем, в основе которого лежит слово «бурнат». В русских говорах «бурнать» означало «ворчать», «брюзжать», «говорить невнятно» или «сердито бормотать». Так могли прозвать человека сварливого, угрюмого или того, кто имел привычку говорить себе под нос. Глагол этот жив в диалектах, особенно северных и сибирских, что сразу указывает на возможную географию фамилии.

Словообразовательная модель проста: основа «бурнат» плюс типичный русский суффикс -ов, образующий фамилии от прозвищ и имён. Ударение, скорее всего, падает на второй слог — Бурна́тов, хотя в народном произношении возможны варианты. Суффикс -ов указывает на принадлежность: «сын Бурната». Само прозвище Бурнат могло быть и самостоятельным именем, не обязательно связанным с ворчанием. В некоторых регионах «бурнатом» называли смуглого, черноволосого человека, проводя параллель с тюркским словом «бурун» — нос, или с «бурый» — тёмный. Но эта версия менее распространена, чем связь с глаголом «бурнать».

В ономастических словарях фамилия Бурнатов не относится к числу древних аристократических, её нет в боярских списках. Это скорее крестьянская или посадская фамилия, закрепившаяся за одним родом в XVI–XVII веках. Встречается она преимущественно в центральных областях России и на Урале, что совпадает с ареалом бытования диалектного глагола. Встречаются также однокоренные фамилии: Бурнаев, Бурнашов, Бурнашев — все они восходят к той же основе и различаются лишь суффиксальным оформлением.

Таким образом, предки носительницы фамилии Бурнатова, скорее всего, получили своё родовое имя от человека с непростым характером — ворчливого, неразговорчивого или просто обладателя тёмной внешности. Фамилия не редкая, но и не массовая, что говорит о том, что родоначальник жил в относительно небольшой местности и не дал множества ветвей.