Фамилия Гатилова происходит от прозвища Гатило. В его основе лежит глагол «гатить» — заваливать воду, топь или болото хворостом, соломой, землёй. Прозвище могли дать человеку, который жил в заболоченной местности и постоянно мостил дорогу через трясину. Но есть и вторая версия: в южных говорах «гатило» называли портного. Так что предок Гатиловых мог быть и ремесленником, работающим с иглой и ниткой.

Суффикс -ило в прозвище — не редкость для русских имён по действию или орудию (ср. точило, грузило). Форма Гатилова — это притяжательное прилагательное, отвечающее на вопрос «чья?»: дочь или жена Гатилы. Со временем такая форма закрепилась как фамилия, причём в женском роде, что встречается у фамилий, образованных от прозвищ на -ило.

Географически фамилия встречается в центральных и северных областях России, где болотистая местность — обычное дело. Сравните с однокоренными фамилиями: Гатилов, Гатченко, Гатюк. Все они отталкиваются от одного корня, но различаются суффиксами и ареалом распространения.

В словарях прозвище Гатило не зафиксировано как широко известное, но ономасты (в частности, Б. Унбегаун) упоминают модели образования фамилий от глагольных основ с суффиксом -ило. Таким образом, фамилия Гатилова — редкий пример, где профессиональное или топографическое прозвище перешло в наследственное имя без изменений, сохранив первоначальную женскую форму.