Фамилия Меркалов — редкий случай, когда основа ясна, а вот её значение не лежит на поверхности. В фамилии отчётливо видна стандартная модель: суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?»), и основа Меркал-. Это отчество от прозвища или неканонического имени Меркал.

Корень здесь — греческое имя Μερκούριος (Меркурий), которое пришло на Русь вместе с христианством. Однако в народном произношении имя Меркурий часто сокращали и переделывали: в документах встречаются формы Меркул, Меркулка, а в просторечии — Меркал. Так святой Меркурий Кесарийский, почитаемый православной церковью, превратился в Меркала. Фамилия Меркалов, таким образом, означает «сын Меркала», то есть потомка человека, носившего это имя или прозвище.

Есть и другая, менее популярная версия, не связанная с церковным именем. В некоторых говорах глагол «меркать» означал «мерцать, тускло светить, мелькать». Прозвище Меркал могли дать человеку неспокойному, суетливому или, наоборот, тому, кто постоянно «мелькал» перед глазами на работе. Однако эта гипотеза слабее: имя Меркурий в русской ономастике дало большое семейство фамилий — Меркулов, Меркушев, Меркурьев, и Меркалов встраивается в этот ряд как фонетический вариант.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и поволжским областям, где имя Меркул было особенно распространено среди крестьян и посадских людей. Встречается она нечасто, что делает её ценной для генеалогии: по фамилии Меркалов можно с большой вероятностью отследить линию предков, не разбегающуюся на тысячи однофамильцев. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» модель «Меркалов» упоминается как один из вариантов народной переработки канонического имени.