Фамилия Недотанов — редкий случай, когда в основе лежит не профессия или имя, а целая бытовая ситуация. Корень здесь — глагол «дота́ять» в значении «растаять до конца, полностью» или, в переносном смысле, «дойти до нужного состояния, исчезнуть, растратиться». С приставкой «не-» образовалось прозвище Недотáя: так могли назвать человека, который «не дотаял» — то есть не растаял полностью, остался в неком половинчатом положении. В переносном смысле — медлительного, вялого, того, кто никак не завершит дело, или, напротив, скупого, не желающего «растаять» — потратиться.

Модель образования проста: прозвище Недотáя (или Недотáн) плюс патронимический суффикс -ов. Форма «Недотанов» — это буквально «сын Недотая». Суффикс -ан в исходном прозвище (Недотáн) — типичный для русских просторечных форм (ср. Болван, Великан), он придаёт прозвищу грубоватый, сниженный оттенок. Встречается и вариант с сохранением «я» — Недотаев, но Недотанов фонетически более устойчив.

Географически фамилия крайне редкая. Основной ареал — южнорусские области, особенно Волгоградская и Ростовская, где диалектное слово «дотаять» употреблялось не только в прямом смысле. В говорах «недоталый» означало «недоведённый до конца, недоделанный». Возможно, прозвище закрепилось за крестьянином, который постоянно оставлял работу на полпути, или за человеком с «недотаявшим» — нерастаявшим — характером.

Словообразовательный тип — одна из самых старых моделей русских фамилий: прозвище + -ов. Такие фамилии обычно возникали в XV–XVII веках в среде служилых и крестьян, когда прозвище переходило к детям без изменений. Сословная принадлежность Недотановых, скорее всего, крестьянская или однодворческая — в документах XVIII–XIX веков эта фамилия встречается в ревизских сказках государственных крестьян южных губерний.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Недотаев, Таянов) показывает, что вариант с -н- — самый редкий. В словаре Б. Унбегауна подобные модели не выделены отдельно, но логика прозвищ на «недо-» (Недорезов, Недоспасов) хорошо описана: приставка указывает на недостаточность действия или качества. Недотанов — буквально «тот, кто не дотаял», сохранившийся в неполном виде.