Фамилия Мурватов — одна из тех, где значение угадывается не сразу, а при ближайшем рассмотрении оказывается либо прозвищным, либо диалектным. Самое вероятное объяснение ведёт к слову «мурва» — так в некоторых русских говорах, особенно на юге и юго-западе, называли траву-мураву, молодую зелень, а также плесень или тину на воде. В рязанских и тульских говорах «мурва» означала ещё и «сорная трава». Человек мог получить прозвище Мурват — по занятию (косил траву, жил у болотистого места) или по внешности (с зеленоватым оттенком кожи, неопрятный, как заросший сорняком). Суффикс -ат- в основе указывает на обладание признаком: мурватый — то есть поросший мурвой, похожий на неё. Такая модель характерна для прозвищ, описывающих внешность или свойство (ср. Бородатый → Бородатов, Горбатый → Горбатов).

Менее распространённая, но возможная версия — связь с тюркским корнем. В некоторых тюркских языках «мурва» или «мурват» могло означать «крепкий», «выносливый» или быть личным именем. Однако фамилия Мурватов не встречается массово в регионах с сильным тюркским влиянием (Поволжье, Кавказ), а сосредоточена в центральных русских областях. По данным современных телефонных справочников и баз, носители фамилии живут в Рязанской, Тамбовской, Липецкой областях — как раз там, где слово «мурва» в значении травы было в ходу. Это делает «растительную» версию основной.

Фамилия образована по стандартной русской патронимической модели: к основе на -ат- прибавлен суффикс -ов, то есть «сын Мурватого». Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Мурва́тов, хотя в отдельных семьях могло закрепиться и на первом. В дореволюционных документах фамилия могла писаться через «о» или «а» в первом слоге — Морватов, но современная орфография закрепила вариант с «у».

Сословная принадлежность предков Мурватовых, скорее всего, крестьянская или однодворческая — люди, жившие землёй, получившие прозвище по месту или роду занятий. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, в «Общем гербовнике» она не значится.