Фамилия Машталов — редкий случай, когда прозвище могло закрепиться и за мастером, и за нерадивым работником. В её основе лежит диалектное слово «маштак» — так в южных и центральных губерниях России называли малорослую, коренастую лошадь, крепкую, но невидную. Прозвище Машта́к давали либо человеку невысокого роста, плотного телосложения, либо, с оттенком иронии, тому, кто работал медленно и тяжело, как ломовая лошадь.

Модель образования типична для русских фамилий на -ов: суффикс присоединялся к основе прозвища, указывая на принадлежность «сын Маштака» или «из рода Маштака». Интересно, что в некоторых говорах слово «маштачок» означало ещё и небольшой рычаг для подъёма тяжестей — так могли прозвать и изворотливого, хитрого человека, умеющего «поддеть» дело. Таким образом, фамилия могла возникнуть в разных местах независимо, но с общим смысловым ядром: прозвище по внешности, характеру или роду занятий.

В отличие от фамилий, образованных от канонических имён (Иванов, Петров), Машталов почти не встречается в старых дворянских родословных. Это фамилия крестьянская или мещанская, что подтверждается её географией: чаще всего она фиксируется в документах Курской, Воронежской и Тамбовской губерний. Именно там, на чернозёме, где лошадь была главной рабочей силой, прозвище Маштак было особенно понятно и распространено.

Словообразовательная параллель — фамилия Маштаков, которая встречается чаще. В ней тот же корень, но иной суффикс (-ак- > -ов). Машталов же отличается редким для этой основы суффиксом -ал-, который мог возникнуть как вариант произношения или под влиянием местного говора, где «маштал» — форма того же прозвища. Такие фонетические варианты — обычное дело в русской ономастике, когда одно прозвище в разных семьях записывали по-разному.

Спорных версий происхождения немного. Иногда фамилию пытаются связать с тюркским корнем «машта» (что-то вроде «ловкий»), но это кажется натяжкой: слово «машта́к» прочно зафиксировано в русских диалектных словарях, и объяснять его из другого языка нет необходимости. Правдоподобнее всего — исконно русское прозвище, которое со временем забылось, оставив лишь фамилию. Носитель Машталов может с уверенностью считать, что его предок был человеком крепким, невысоким и, возможно, не слишком торопливым в работе.