Фамилия Гатаулова — женская форма распространённой татаро-башкирской фамилии Гатаулов. Её основа — арабское мужское имя Гатаулла, что в переводе означает «дар Аллаха» или «милость Божья». В мусульманской ономастике это имя входит в ряд теофорных (божественных) имён, подчёркивающих религиозное чувство родителей. Корень «гата» восходит к арабскому «‘ата̄’» — дар, а «улла» — сокращённая форма от «Аллах».

Фамилия образована по русской патронимической модели с суффиксом -ов, который в тюркских фамилиях часто присоединяли к основе имени отца. В данном случае Гатаул → Гатаулов, где конечная гласная «а» в имени отпала. Женская форма Гатаулова — это грамматическое согласование по роду, типичное для русской фамильной системы, хотя сама фамилия остаётся тюркской по происхождению.

Географически фамилия наиболее частотна в Татарстане, Башкортостане, а также среди татарских диаспор в Оренбургской, Челябинской и Ульяновской областях. Встречаются варианты написания: Гатауллин (с другим суффиксом -ин, характерным для татарских фамилий) и Гатаулов. Разница в суффиксах не меняет смысла: оба варианта означают «сын Гатауллы», просто -ин более типичен для татарского языка, а -ов чаще появлялся при русификации фамилий в документах XIX века.

Носитель фамилии Гатаулов мог быть потомком муллы или уважаемого в общине человека, носившего имя Гатаулла. В сословном плане это не обязательно указывает на знатность: среди татар и башкир такие имена давали и крестьянам, и купцам, и духовным лицам. В метрических книгах и ревизских сказках XIX века фамилия фиксируется в основном среди тептярей и государственных крестьян, но встречается и у торговцев.