Фамилия Горбатов образована от прозвища Горбатый, а оно, в свою очередь, — от слова «горб». Прямое значение прозвища — «сутулый», «кривой», «изогнутый». Так нарекали человека с заметной особенностью осанки, но не только. В сибирских говорах «горбатым» называли беглого бродягу, а в народном сознании «горб» прочно связан с тяжелым трудом: «Живи всяк своим добром, да своим горбом». Поэтому прозвище могло закрепиться и за трудолюбивым крестьянином, который, как говорили, «не живет богат, а живет горбат».

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей сын?» — Горбатов). То есть Горбатов — это «сын Горбатого». Модель стандартная, но сама фамилия имеет интересную историческую подоплеку. В старину прозвище Горбатый и фамилии от него были широко распространены среди разных сословий. Известны князья Горбатые-Суздальские (Иван Васильевич, середина XV века) и Горбатовы-Лодыгины (Иван Семенович Горбатый, вторая половина XV века), от которых позже пошли и Горбуновы.

В 1888 году Сенат издал указ, предписывающий иметь фамилию как обязанность полноправного лица. К тому моменту фамилия Горбатов уже давно бытовала, но указ закрепил её документально за теми, кто до этого обходился без официального родового имени. Таким образом, фамилия могла возникнуть в разных местах независимо: и в среде крестьян, и у служилых людей.