Фамилия Дятлова образована от мирского имени Дятел. В дохристианской традиции имя, данное по названию птицы, должно было «природнить» ребёнка: считалось, что так природа примет его как своего и передаст ему качества этого существа. Дятел у многих народов — пророческая птица, символ магической силы, страж деревьев и даже королей; на Руси его почитали прежде всего за трудолюбие и усердие. Человек с таким именем, по замыслу родителей, должен был перенять эти черты.

Сама словообразовательная модель проста: суффикс -ов- указывает на принадлежность («чей?»), а окончание -а — на женский род. То есть Дятлова буквально значит «дочь (или жена) Дятла». В мужском варианте фамилия звучала бы как Дятлов. Такие патронимические фамилии на -ов/-ев — самая распространённая группа в русском ономастиконе: они закрепились в XV–XVII веках, когда мирские имена постепенно вытеснялись календарными, но успели дать начало тысячам фамилий.

Интересно, что имя Дятел не было редкостью в новгородских и псковских землях. Встречаются записи о крестьянах и посадских людях с этим прозвищем в XVI веке. Фамилия Дятлова, таким образом, может иметь северо-западные корни, хотя со временем распространилась по всей России.

Версия о том, что фамилия могла произойти от прозвища по профессии (лесоруба или плотника, чья работа напоминает долбление дятла), менее правдоподобна: прозвища по ремеслу обычно образовывались по-другому (например, Плотников, Столяров). А вот прямое называние человека птицей — характерный для древнерусской антропонимии приём. Так что основная гипотеза остаётся самой убедительной: Дятлова — наследница имени-оберега, данного в честь лесного труженика.