Фамилия Горталов принадлежит к распространённому типу русских фамилий, образованных с помощью патронимического суффикса -ов. Это значит, что в её основе лежит личное имя или прозвище родоначальника, к которому добавили окончание, отвечающее на вопрос «чей?» — чей сын? Горталов.

Ключ к разгадке — в основе «Горт-». Самое прямое и правдоподобное объяснение связывает её с анатомическим термином «гортань». В старину прозвище Гортань, Гортан или Гортал мог получить человек с громким, зычным голосом, либо, наоборот, с хрипотцой или дефектом речи, который бросался в глаза окружающим. Такие прозвища по физическим признакам — одна из древнейших традиций русской антропонимии. В говорах слово «гортань» имело и переносное значение — «горлопан», «крикун», что также могло стать источником прозвища.

Менее вероятна, но возможна версия о связи с диалектным словом «гортал» — так в некоторых областях называли глиняный кувшин с узким горлом. В этом случае прозвище могло относиться к гончару или к человеку, которого за что-то сравнили с этим предметом утвари. Однако анатомическая версия выглядит более естественной для прозвища, которое давали человеку, а не предмету.

Суффикс -ов указывает на то, что фамилия сформировалась в центральных и северных русских землях, где эта модель была основной. По социальному составу Горталовы, скорее всего, происходили из крестьян или посадских людей, поскольку фамилии на -ов от прозвищ были широко распространены именно в этих сословиях. Дворянские роды с такой фамилией в истории не зафиксированы.

Фамилия редкая, её географическое ядро, судя по доступным данным, находится в центральных областях России, с некоторым тяготением к бывшим владимирским и ярославским землям. Встречается она и в казачьей среде, но единично. Таким образом, Горталов — это фамилия-характеристика, которая в сжатой форме донесла до нас прозвище предка, выделявшегося своим голосом.