Фамилия Гнатова — яркий пример того, как народная речь сократила и переделала полное церковное имя. В её основе лежит крестильное имя Игнатий (от латинского ignis — «огонь», то есть «огненный» или, по другой трактовке, «неведомый»). В быту имя Игнатий часто произносили как Гнат — так звуковой строй русского или украинского языка отбросил начальную «и». От этой краткой формы с помощью типичного русского суффикса принадлежности -ов и образовали фамилию Гнатов, а Гнатова — соответственно, женский вариант.

Судя по модели образования (суффикс -ов, а не -ский или -ич), родоначальник Гнатовых был человеком простого сословия — крестьянином или посадским. Такие фамилии в центральных и южных губерниях России, а также на востоке Украины закрепились в основном в XVIII–XIX веках, когда у крепостных и государственных крестьян появились «уличные» прозвания по имени отца.

Существует и вторая, менее правдоподобная версия: от украинского глагола «гнати» (гнать, быстро ехать). Если следовать ей, Гнатовым могли прозвать лихого ямщика или извозчика. Однако эта гипотеза слабее: в ономастике всегда сначала проверяют связь с крестильным именем, и лишь при её отсутствии — с нарицательным словом. Поскольку имя Гнат (Игнат) было очень распространено, а глагольная основа «гнат-» в чистом виде для прозвищ редка, первая версия — основная.

Фамилия Гнатова встречается в нескольких регионах: в Ростовской и Волгоградской областях России, в Краснодарском крае, а также в Харьковской и Днепропетровской областях Украины. Такая география подтверждает южнорусское и украинское происхождение — именно в этих говорах имя Игнатий чаще всего стягивалось в форму Гнат.