Фамилия Кукалова — женская форма, а её мужской вариант — Кукалов. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Кукал. В русской ономастике это редкий случай, когда корень неочевиден и требует разбора по нескольким версиям.

Самая прямая версия отсылает к диалектному слову «кука» — так в некоторых говорах называли кулак или сжатый кукиш. Прозвище Кукал мог получить драчун, задира или человек, любивший погрозить кулаком. Суффикс -ал в русских прозвищах встречается реже, чем -ун или -ак, но он известен: ср. «ломал» (кто ломает), «кусал» (кто кусается). Модель «глагольная основа + -ал» образовывала прозвища по действию. В этом случае Кукал — тот, кто «кукает», то есть сжимает руку в кулак или бьёт.

Вторая версия связывает фамилию с тюркским корнем «кук» — синий, небесный, серый. В татарском и башкирском языках есть имя Кукал (от «кук» + уменьшительный аффикс), которое могло попасть в русскую среду через межэтнические контакты в Поволжье и Приуралье. Тогда фамилия Кукалов — это русифицированная форма тюркского имени с добавлением типичного русского суффикса -ов.

Третья, менее вероятная гипотеза — от слова «куколь» (сорная трава с колючками) или «кукла». В старину «куклой» могли называть не только игрушку, но и скупого, нелюдимого человека (ср. «кукожиться» — съёживаться). Однако фонетический переход «кукл-» в «кукал-» нехарактерен для русского словообразования, поэтому эта версия слабее.

Географически фамилия Кукалов встречается в основном в центральных и южных регионах России, а также на Урале. Встречаемость невысокая, что подтверждает её локальное происхождение от конкретного прозвища. В дворянских родословных книгах фамилия не значится — скорее всего, её носители были крестьянами или посадскими людьми.