Фамилия Касталанов — редкий случай в русском ономастиконе, где за основу взято не прозвище, не ремесло и не крестильное имя, а географическое название, причём нерусское. Скорее всего, её корень — «касталан» или «кастелан». В средневековой Европе кастеляном (от лат. castellanus — «замковый») называли управляющего замком или крепостью. В русском языке это слово прижилось в форме «каштелян» — так в Речи Посполитой именовали коменданта замка, а иногда и должностное лицо, ведавшее судом и хозяйством в определённой местности. Фамилия Касталанов, таким образом, могла возникнуть у потомков выходца из польских или литовских земель, который носил прозвище Касталан (или Каштелян) — либо по реальной должности предка, либо в насмешку: так могли прозвать человека, любившего командовать или важничавшего.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования от прозвища на твёрдый согласный: Касталан → Касталанов, то есть «сын Касталана». Встречаются и параллельные формы — Каштелянов, Кастеланов, что подтверждает вариативность произношения и записи при переходе из западнорусских говоров в великорусские. Поскольку фамилия нечастотная, её география узка: основная масса носителей фиксируется на юге России и в Поволжье, что косвенно указывает на миграцию служилых людей или крестьян из западных областей в XVI–XVII веках.

В словарях Б. Унбегауна и В. Никонова фамилия Касталанов не упоминается — это говорит о её локальном характере и, вероятно, позднем закреплении (не ранее XVIII века). Возможно, она возникла в среде однодворцев или мелкопоместного дворянства, где память о польско-литовском происхождении ещё сохранялась. В любом случае, носитель этой фамилии может с уверенностью связывать её с западноевропейским феодальным титулом, который в русском быту превратился в простое, но звучное прозвище.