Фамилия Гагнатская — пример редкой модели, где на стыке основы и суффикса произошло наложение звуков. Если бы не это, мы бы видели более привычное окончание «-атская». В основе лежит топоним (название места), оканчивающийся на «-аты» или «-ата». Типичная схема: житель села Гагнаты — Гагнатский, его жена — Гагнатская. Такие фамилии на «-ский/-ская» в основном закрепились за дворянством и духовенством, но у Гагнатской, скорее всего, корни крестьянские или однодворческие — на южных и западных окраинах России такую форму нередко давали по названию деревни, а не по поместью.

Сама основа «Гагнат-» — тёмная и явно не славянская. Скорее всего, это адаптированное название поселения из балтийских или финно-угорских языков. В Литве и Латвии есть схожие гидронимы (например, речка Гагна), где корень может означать «извилина», «кривизна» или «гнилой» (в смысле стоячей воды). Не исключено, что предки носителя фамилии жили в деревне, стоявшей на болотистой или извилистой реке. Вторая версия — искажённое церковное имя Агапит (греч. «любимый»), но для образования фамилии через «-атск-» это маловероятно: обычно так оформляли именно географические названия.

Встречаемость фамилии крайне низкая. По данным открытых источников, основные носители — в центральных и северо-западных регионах России, что косвенно подтверждает версию о происхождении из бывших псковских или новгородских земель, где балтийская топонимика — обычное дело. Также единичные записи есть в Беларуси, где похожие названия деревень (Гагнаты, Гагново) фиксировались в переписях XIX века.

С точки зрения словообразования, интересно, что фамилия сохранила «т» в суффиксе, хотя при склонении (Гагнатского, Гагнатской) она звучит твёрдо. Это указывает на то, что исходное название деревни было именно «Гагнаты», а не «Гагны» — иначе бы получилась форма Гагнинская.