Фамилия Калатозовы — редкий случай, когда фамилия почти наверняка ведёт не от имени или прозвища предка, а от места его рождения или жительства. Исходная точка — грузинская топонимика. В Грузии есть несколько сёл с названием Калата (например, в Казбегском или Душетском муниципалитетах). Житель такого села получал прозвище Калата, а его потомки, при оформлении фамилий по русской модели, стали Калатозовыми. Суффикс -ов здесь — типично русский патронимический (или точнее, посессивный) формант, который приставили к грузинской основе при адаптации фамилии в русскоязычной среде. То есть фамилия означает «потомок выходца из Калаты».

Словообразовательная модель проста: основа Калата + суффикс -ов. Но есть важная деталь: в самой Грузии подобные фамилии часто оканчиваются на -дзе или -швили (Калатадзе, Калаташвили). Появление окончания -ов указывает на то, что носители фамилии, скорее всего, переселились на территорию Российской империи (например, на Кубань, Ставрополье или в центральные губернии) и их фамилию русифицировали при записи в документах. Это характерно для XIX — начала XX века.

Есть и более прозаичная, но менее вероятная версия: от слова «калат» — так в некоторых русских говорах называли лохмотья, ветошь или неказистую одежду. Тогда прозвище Калат мог получить неряшливый или бедный человек. Однако эта гипотеза слаба: фамилия Калатозовы практически не встречается в чисто русских регионах, зато плотно привязана к югу России и Кавказу, где грузинский след очевиден. К тому же суффикс -оз нехарактерен для русских прозвищных фамилий — он скорее напоминает грузинские фамилии на -озе (например, Патарая — Патарадзе), которые при русификации могли дать форму на -озов.

Самая известная ветвь рода — режиссёр Михаил Калатозов (настоящая фамилия Калатозишвили). Его пример подтверждает грузинское происхождение: он родился в Тифлисе, а его предки были из села Калата. Таким образом, для большинства носителей фамилии Калатозовы ответ однозначен: это русифицированная грузинская топонимическая фамилия, указывающая на родовое гнездо в одном из сёл с названием Калата.