Фамилия Каштельянов — редкий пример того, как польский административный титул стал русским родовым именем. В основе лежит прозвище Каштельян, а оно восходит к слову «каштелян». В средневековой Польше и соседних землях каштеляном называли королевского или княжеского наместника, управлявшего цитаделью в городе. Позже так именовали надзирателя замка или общественного дома. В XV–XVIII веках это был уже почетный титул польского сенатора, а еще позднее — заведующий гостиничным бельем. Такая эволюция значения — от военно-административной должности до бытовой профессии — не редкость для титулов, перешедших в прозвища.

Прозвище Каштельян, скорее всего, закрепилось за человеком не по крови, а по роду занятий: либо предок действительно служил каштеляном, либо получил это прозвище в насмешку за важный вид. Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Каштельян добавили патронимический суффикс -ов, означающий «сын» или «потомок». То есть Каштельянов — это «сын Каштельяна». Современное написание с «е» вместо «а» (каштелян → Каштельянов) объясняется историческими изменениями в языке: безударный гласный редуцировался, а написание закрепилось уже в XIX–XX веках, когда фамилии фиксировали на слух.

В русских говорах эта фамилия встречается крайне редко. Основной ареал — южные регионы, где было сильно польское влияние: бывшие земли Речи Посполитой, Малороссия, а также переселенцы на Кубань и Дон. Если искать однокоренные фамилии, то ближайшие — Каштелян, Каштеляновский, Кастелянов (последний уже от французского «кастелян» — управляющий замком, но в русском языке эти два корня могли смешиваться). В отличие от фамилии Кастелянов, которая чаще указывала на гостиничную должность XIX века, Каштельянов почти наверняка ведет родословную из польско-литовской шляхетской среды, где титул каштеляна был вполне реальным знаком статуса.