Фамилия Матосов в основе своей имеет прозвище или личное имя Матос (в просторечии также Матус), от которого и образована стандартным для русских фамилий патронимическим суффиксом -ов: Матосов — буквально «сын Матоса». Спор о происхождении самого корня ведётся между двумя основными версиями.

Первая версия связывает Матоса с глаголом «матусить». В русских говорах это слово означало суетиться, мельтешить, делать что-то быстро и беспорядочно, а также «путать, сбивать с толку». Человек, получивший такое прозвище, вероятно, отличался суетливым нравом или, наоборот, имел привычку всё перепутывать. Подобные прозвища от глаголов — не редкость в русской ономастике, они часто закреплялись за носителем как характеристика его поведения.

Вторая версия выглядит не менее убедительной, хотя и ведёт нас в другую сторону. Матос — это народная, разговорная форма канонического крестильного имени Матвей. Само имя Матвей восходит к древнееврейскому Маттитьяху, что переводится как «дар бога» или «дарованный богом». В бытовой среде имена часто сокращали и переделывали на свой лад, и форма Матос вполне могла возникнуть как одно из таких обиходных видоизменений. Интересно, что имя Матос (и его варианты) действительно фиксируется как самостоятельное в Венгрии и Армении, что говорит о его широкой географии и древних корнях, хотя для русской почвы оно скорее могло быть заимствованным или принесённым переселенцами.

Если придерживаться второй версии, то предок носителей фамилии Матосов был крещён под именем Матвей, но в быту его звали сокращённо Матосом. Потомки этого человека, по обычаю, закрепили за собой отчество-прозвище, которое со временем и превратилось в фамилию. Выбор между версиями — дело непростое: глагольная основа объясняет прозвищную природу, а имя Матвей — более распространённую практику образования фамилий от крестильных имён. Впрочем, обе версии сходятся в главном: фамилия Матосов — это память о конкретном человеке, родоначальнике, чьё имя или характер дали начало целому роду.