Фамилия Леталова — редкий случай, когда основа прозвища, казалось бы, очевидна, но на деле таит в себе неожиданный поворот. Самое прямое прочтение от глагола «летать» — человек, который «летает», то есть либо быстрый, порывистый, либо, в ироничном смысле, ветреный и непостоянный. Такие прозвища по действию или характеру в русской традиции давали охотно: Летун, Леталка, а фамилию образовали притяжательным суффиксом -ов: чей? — Леталов, в женском роде — Леталова.

Однако есть и более конкретная, ремесленная версия. В говорах северных и центральных губерний «леталом» называли не птицу, а маховое колесо у мельницы или любой быстро вращающийся механизм. Мастер, который делал такие колёса или чинил их, мог получить прозвище Летал. Тогда фамилия выводится не из отвлечённого свойства, а из профессии — изготавливал «летала», то есть колёса для водяных или ветряных мельниц. Эта версия правдоподобнее, потому что объясняет, зачем прозвище закрепилось: ремесло было редким и заметным.

В написании фамилии нет ничего необычного: суффикс -ов самый массовый, указывает на принадлежность «сын Летала». Ударение, скорее всего, падает на второй слог — Лета́лова, хотя в некоторых говорах могли тянуть на первый: Ле́талова. Географически фамилия тяготеет к зоне бытования северных говоров — Вологодчина, Архангельская область, отчасти Поволжье, где мельничное дело было развито. В официальных источниках XIX века Леталовы встречаются среди государственных крестьян, но не в дворянских родословных книгах — сословный потолок фамилии был невысок.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Летунов, Летягин, Летавин — показывает, что Леталова стоит особняком: в ней нет суффикса -ун или -яг, которые часто придают прозвищу оттенок действия или свойства. Суффикс -ал здесь, по мнению исследователя Б. Унбегауна, мог быть остатком древнего прозвищного форманта, характерного для северо-западных земель. Так что за простым на первый взгляд именем стоит не ветреная натура, а скорее мастеровой человек с руками, привыкшими к железу и дереву.