Фамилия Хлысталов принадлежит к пласту русских фамилий, образованных от прозвищ, и в её основе лежит глагол «хлестать». Вопреки возможному ожиданию, речь идёт не о характере, а о конкретном действии или предмете, что и породило несколько версий происхождения.

Наиболее вероятная версия связывает прозвище Хлыстал с профессией или ремеслом. Хлыстом называли не только гибкий прут для верховой езды, но и бич, которым погоняли скот, а также инструмент для выколачивания ковров и одежды. Человек, который изготавливал хлысты или торговал ими, вполне мог получить прозвище Хлыстал. Такие «профессиональные» прозвища были широко распространены на Руси и часто закреплялись за потомками, превращаясь в фамилию.

Вторая версия, хотя и менее убедительная, отталкивается от черт характера. Прозвище Хлыстал могли дать человеку резкому, с крутым нравом, который «хлестал» словом, говорил прямо и жёстко. Однако в этом случае мы бы ожидали более распространённые прозвища вроде Хлёст или Хлёстов. Форма с суффиксом -ал указывает скорее на деятеля, на того, кто постоянно выполняет определённую работу, что делает «ремесленную» гипотезу более правдоподобной.

Словообразовательная модель здесь классическая: прозвище Хлыстал (основа на твёрдый согласный) + притяжательный суффикс -ов, который в русском языке закрепился за потомками. Таким образом, Хлысталов — это буквально «сын Хлыстала». Интересно, что фамилия не получила распространения в дворянской среде и, судя по форме, относится к крестьянскому или посадскому населению, где прозвища были особенно живучи.

Точное время и место возникновения фамилии установить сложно: подобные прозвища могли возникать независимо в разных регионах. Однако можно предположить, что фамилия Хлысталов имеет северное или сибирское происхождение — там, где скотоводство и охота были основными занятиями, а хлыст был привычным атрибутом. В переписных книгах XVII века встречаются однотипные фамилии (Хлыстов, Хлестаков), что подтверждает общую тенденцию образования фамилий от этого корня.