Фамилия Косатова — женская форма мужской фамилии Косатов. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Косат. В русской ономастике слово «косатый» означало «имеющий косу» — не столько в смысле причёски, сколько в значении «коса как сельскохозяйственное орудие» или «коса как длинная узкая отмель». Человек мог получить такое прозвище за манеру носить волосы, за профессию косаря или за то, что жил на косе — песчаной полосе у реки.

Словообразовательная модель здесь стандартная: суффикс -ов (в женском роде -ова) указывает на принадлежность. Косатов — буквально «сын Косатого» или «из рода Косатого». В отличие от фамилий на -ин, которые образуются от основ на -а/-я (например, Косин — от Косы), фамилия Косатов пошла от прилагательного «косатый». Это редкий случай, когда прозвище закрепилось именно в притяжательной форме, а не в виде отчества.

Географически фамилия встречается в центральных и южных регионах России, но не массово. В дореволюционных переписях Косатовы фиксировались среди крестьян и однодворцев, особенно в Тамбовской и Воронежской губерниях. Альтернативная версия — происхождение от тюркского имени Косай (с вариантом Косат), что возможно в зонах русско-тюркского пограничья, но для этого нет устойчивых исторических подтверждений.

При сравнении с однокоренными фамилиями — Косов, Косин, Косарев — видно, что Косатов стоит особняком. Косарев прямо указывает на ремесленника, Косов — на человека с косой (волосы или инструмент), а Косатов — на того, кого уже называли «косатый» в притяжательном смысле. Это делает фамилию более личной, прозвищной, чем профессиональной.