Фамилия Нурзатов — один из примеров того, как русская модель фамилии на -ов/-ев наложилась на тюркское имя. Её основа восходит к мужскому личному имени Нурзат, которое распространено у многих тюркоязычных народов — от казахов и татар до узбеков и киргизов. Имя это составное: первая часть «нур» переводится с арабского как «свет», «сияние», а вторая «зат» (тоже арабского происхождения) означает «обладатель», «сущность». Вместе имя Нурзат можно понять как «обладающий светом» или «светлая сущность». В исламской культуре такие имена с компонентом «нур» — одни из самых распространённых, они несут пожелание духовной чистоты и благодати.

С точки зрения словообразования фамилия Нурзатов устроена просто: к основе Нурзат прибавлен патронимический суффикс -ов, который в русской традиции означает «сын такого-то» или «потомок такого-то». То есть Нурзатов — буквально «сын Нурзата». Такая модель типична для фамилий, которые возникали в XIX–XX веках у народов, входивших в состав Российской империи, когда при переписях и оформлении документов тюркские имена русифицировали, добавляя стандартные русские окончания.

Географически фамилия Нурзатов чаще всего встречается в Казахстане, а также в регионах России с компактным проживанием казахов и татар — в Оренбургской, Астраханской, Омской областях, в Татарстане и Башкортостане. Поскольку имя Нурзат нередко давали людям, связанным с религиозной или духовной средой, можно предположить, что предки носителей фамилии были муллами, учителями при мечетях или просто набожными крестьянами, выбравшими для сына имя с возвышенным смыслом.

В написании фамилии встречается вариант Нурзатов с буквой «е» в окончании — Нурзатев, но он редок и считается ошибкой при оформлении документов. Правильный вариант через «о» закреплён в большинстве паспортных систем. Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то в той же среде бытуют Нургалиев (от «нур» и «гали» — «высокий»), Нурмухаммедов («свет Мухаммеда») или более редкий Нурзатов-оглы, где сохраняется тюркский способ указания на отца.