Фамилия Котатова — редкий пример, где модель образования спорит с основой. На первый взгляд, перед нами типичная «матронимическая» фамилия на -ов: от женского имени или прозвища Котата. Но такое имя в русских святцах не встречается, а прозвище звучит необычно. Скорее всего, корень здесь не «кот», а «котат(ь)» — диалектный глагол, означавший «качать, колебать, шатать» или, в некоторых говорах, «болтать, пустословить». Тогда Котата — прозвище человека неусидчивого, вертлявого или, наоборот, говорливого, «болтуна». Форма на -ата (как Гулята, Вертята) типична для северных и сибирских говоров, где такие прозвища давали по действию или поведению.

Суффикс -ов в фамилии Котатова указывает на принадлежность: «чей?» — сын (или дочь) Котаты. В русской ономастике это одна из самых распространённых моделей, но в паре с редкой основой она даёт уникальное сочетание. Фамилия могла закрепиться в форме Котатов, а женский вариант Котатова — это уже грамматическая форма, которую в документах часто записывали как основную для женщин.

Географически фамилия тяготеет к северу России и Уралу. В метрических книгах XIX века Котатовы встречаются, например, в Вологодской и Вятской губерниях — как раз в зоне бытования диалектных глаголов на -ать. Дворянских корней у фамилии нет: это крестьянский или мещанский род, где прозвище давали по бытовой черте, а не по ремеслу или сословному статусу.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Котаев, Коталов, Котанов) показывает, что все они образованы от одного гнезда — от слова «котать» в значении «качать, шатать». Но Котатова стоит особняком: она единственная сохранила суффикс -ат-, который в других фамилиях вытеснен более простыми моделями. Это делает её ценной для историков языка — живой иллюстрацией диалектного словообразования, почти исчезнувшего в XX веке.