Фамилия Наташова — довольно редкий случай в русской ономастике. Её основа, женское имя Наташа, сразу бросается в глаза, но именно здесь и кроется главный вопрос: от какого имени образована фамилия? На первый взгляд кажется, что от краткой формы Наталья. Однако по правилам русской фамильной модели суффикс -ов- присоединяется к основе, оканчивающейся на твёрдый согласный. Имя Наталья дало бы фамилию Натальин (через суффикс -ин-), а не Наташов. Значит, перед нами нестандартный случай.

Самая вероятная версия: фамилия образована от прозвища Наташ. В русских говорах, особенно в южных и центральных областях, слово «наташ» могло означать нечто найденное, припасённое, либо относиться к человеку, который «натаскивает» — собирает, накапливает (сравните с глаголом «натаскать»). В таком случае прозвище Наташ давали хозяйственному, запасливому или, наоборот, подбирающему чужое человеку. Фамилия Наташов/Наташова — типичная патронимическая (по отцу): сын Наташа, то есть потомок человека с таким прозвищем.

Менее популярная, но возможная гипотеза — связь с тюркским корнем «таш» (камень), где «наташ» могло быть прозвищем каменотёса или человека, живущего у скал. Однако это требует дополнительных доказательств и встречается реже.

Географически фамилия Наташова рассредоточена, но чаще фиксируется в Поволжье и на юге России — регионах, где были сильны диалектные особенности и активнее шло смешение с тюркскими языками. В дворянских родословных книгах фамилия не отмечена: скорее всего, предки носителей относились к крестьянскому или мещанскому сословию, где прозвища были особенно распространены. Таким образом, Наташова — не «женская» фамилия от имени Наташа, а память о прозвище дальнего предка, которое звучало как Наташ.