Фамилия Колотовченкова — женская форма, образованная от мужской Колотовченков. В её основе лежит прозвище или профессиональное имя Колотовка. Это слово в южнорусских и украинских говорах имело два основных значения: «мутовка, палка для взбалтывания» и «непоседливый, суетливый человек». Скорее всего, прозвище дали человеку с живым, беспокойным характером — того, кто «колотится» в делах, не сидит на месте.

Словообразовательная модель здесь двойная. Сначала от прозвища Колотовка образовали отчество или фамильное имя Колотовченко по типичной украинской модели с суффиксом -енко, означающим «сын, потомок Колотовки». Затем, при переходе в великорусскую среду, фамилия получила дополнительный суффикс -ов, характерный для русских фамилий: Колотовченко превратился в Колотовченков. Такое наращение суффикса — редкий, но не единичный случай: так «обрусевали» украинские фамилии на -енко, когда их носители переселялись в северные губернии.

Регионально фамилия тяготеет к югу России — к бывшим Курской, Воронежской, Орловской губерниям, а также к Слобожанщине. Именно в этих краях прозвище Колотовка было в ходу, а суффикс -енко — обычным делом. Первые письменные упоминания, вероятно, относятся к XVII–XVIII векам, когда шёл активный приток малороссийского населения на южные рубежи Московского государства.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Колотов, Колотушкин, Колотенко — показывает, что Колотовченков сохранила в себе цепочку словообразования: прозвище → отчество → повторная русификация. Это редкая деталь, которая прямо указывает на миграцию предков и смену языковой среды.