Фамилия Кацевалова — одна из тех, где ударение принципиально меняет версию происхождения. Если ударение на третьем слоге (Кацева́лова), в основе лежит южнорусское или украинское слово «кацева́ть» — кочевать, бродяжничать. Тогда прозвище Кацева́л получал человек, который много переезжал, менял место жительства, или, в более конкретном значении, крестьянин, ушедший на заработки в отхожий промысел. Если же ударение ставится на второй слог (Каце́валова), корень меняется: здесь возможна связь с диалектным «кац» или «каца» — так в некоторых говорах называли короткий тулуп, безрукавку, а иногда и человека коренастого, плотного сложения. В этом случае прозвище Каце́вал могло относиться к портному, скорняку или просто к человеку, носившему такую одежду.

Модель образования типична для русских фамилий: прозвище на -ал (как Коваль, Шивал, Стрекалов) плюс патронимический суффикс -ов, женская форма -ова. Суффикс -ал в прозвищах часто указывал на деятеля, склонного к какому-то действию или обладающего характерным признаком. В данном случае он придаёт основе оттенок повторяемости или профессиональной принадлежности.

Географически фамилия тяготеет к югу России — Курская, Воронежская, Ростовская области, а также к востоку Украины. В этих регионах слово «кацевать» бытовало в живой речи, а фамилии на -ова с такой основой встречаются чаще, чем в северных областях. Среди однокоренных — Кацевалов, Кацевальников, Кацеев, но Кацевалова стоит особняком из-за редкого сочетания корня и суффикса.

В дореволюционных переписях фамилия фиксируется в основном за крестьянским сословием, что подтверждает народное, бытовое происхождение прозвища. Дворянских родов с такой фамилией не известно — это «низовая» ономастика, отражающая реальный уклад жизни: либо кочевой промысел, либо ремесло, связанное с кожей и одеждой.