Фамилия Котовалов — редкий случай в русской ономастике, где два полнозначных корня слились в одно слово, а не образовались от сложного прозвища. Первая часть, «кот», в фамилиях обычно указывает либо на самого животного (прозвище Кот — за лень, хитрость или внешность), либо на производное от имени Кондратий (в народной форме Кот). Вторая часть, «вал», восходит к глаголу «валить» — валить лес, снопы, а в прозвище Вало — к неуклюжему, неповоротливому человеку или к тому, кто работает на валке леса.

Но Котовалов — не «кот, который валит». Скорее всего, это патронимическая фамилия, образованная от прозвища или имени Котовал. В русских говорах «котовал» называли человека, который занимался кастрацией котов и других домашних животных — такая профессия была востребована в деревнях. Прозвище закрепилось за мастером, а затем перешло в фамилию по схеме «чей? — Котовалов», то есть «сын Котовала». Суффикс -ов указывает на принадлежность: Котовалов буквально значит «потомок Котовала».

Вторая версия, менее вероятная, но имеющая право на существование: фамилия могла возникнуть из двух отдельных прозвищ отца — Кот и Вал, которые в документах слились в одно, а затем фамилию записали как Котовалов. Но для такой модели характерно написание через дефис или раздельное бытование, а здесь мы видим полное сращение, что типично именно для сложных прозвищ-профессий.

Географически фамилия редкая и встречается в основном в центральных и южных областях России, где было развито сельское хозяйство. В дореволюционных переписях Котоваловы фиксировались в крестьянской среде, без дворянских корней. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные двухкорневые образования отмечены как характерные для простонародья и часто связанные с ремеслом или бытовой иронией.

Таким образом, предки носителя фамилии Котовалов с высокой долей вероятности были деревенскими умельцами, знавшими толк в обращении с животными, а сама фамилия сохранила память о редком и конкретном занятии — не самом почётном, но необходимом в крестьянском хозяйстве.