Фамилия Долматов ведет начало от крестильного имени Далмат. Имя это латинского происхождения и означает «житель Далмации» — исторической области на северо-западе Балканского полуострова, на побережье Адриатики, на территории современных Хорватии и Черногории. Святым покровителем имени считается преподобный Далмат. Он служил в войске императора Феодосия Великого, а позже прославился как ревностный защитник православия на III Вселенском Соборе в Ефесе (431 год). После Собора его возвели в сан архимандрита Далматской обители. В честь этого святого, вероятно, назван город Далматово в Курганской области.

В графическом облике фамилии произошло изменение: гласная «а» в корне перешла в «о» — Долматов. Это типичное для русского языка историческое чередование (аканье или влияние письменной традиции). Таким образом, потомок человека по имени Далмат со временем стал носить фамилию Долматов.

В документах фамилия встречается с XIX века. В Книге памяти Республики Алтай записан Долматов Герасим Иванович, родившийся в 1899 году в селе Солонешное. В Книге памяти Омской области отмечен Долматов Григорий Федотович 1897 года рождения из села Новотроицкое. Среди известных носителей — Олег Васильевич Долматов (род. 1948), советский футболист и российский тренер, мастер спорта международного класса, в 1995 году признанный лучшим тренером Абхазии.