Фамилия Чертопалова — женская форма фамилии Чертопалов, и её происхождение напрямую связано с необычным прозвищем, которое дали предку. В основе лежит сращение двух слов: «черт» и «палый» (от глагола «палить» — жечь, опалять). Прозвище Чертопал мог получить человек с неспокойным, «чертовским» нравом, которого как будто сам бес опалил, или же тот, кто занимался буквальным выжиганием чего-либо — например, выжигал уголь или расчищал лес под пашню огневым способом (подсечное земледелие). В некоторых говорах «чертопалом» называли сорную траву, похожую на чертополох, что тоже могло стать источником прозвища для колючего или неуживчивого человека.

Модель образования фамилии стандартная для русских фамилий: основа Чертопал- плюс суффикс -ов, указывающий на принадлежность («сын Чертопала»). Суффикс -ов типичен для центральных и северных регионов России, так что географически фамилия скорее всего имеет корни в этих областях. Интересно, что фамилия довольно редкая и не встречается в дворянских родословных книгах — это однозначно крестьянская или мещанская фамилия, возникшая из уличного прозвища.

Примечательно, что в XIX веке в Воронежской и Тамбовской губерниях фиксировались крестьяне с фамилией Чертопаловы, что подтверждает её южнорусский ареал. В отличие от более распространённых фамилий вроде Чертов или Чёртов, Чертопалова сохраняет отсылку не просто к нечистой силе, а к конкретному действию — опалению, что делает её более образной и, если угодно, «ремесленной». Версия о связи с растением «чертополох» (где «полох» — пугало, страх) лингвистически менее вероятна, так как в фамилии чётко слышится именно «пал», а не «полох», и народная этимология здесь вряд ли ошибалась.